DREB转录因子的表达调控

植物DREB转录因子属于AP2/ERF转录因子家族,能够特异性地结合启动子区的DRE/CRT顺式作用元件,调控下游逆境应答基因的表达,从而在植物应对低温、干旱、高盐等非生物胁迫中发挥重要作用。围绕对DREB转录因子的调控,重点介绍了其表达、功能、降解等过程中涉及的调控机理方面的研究成果,并对DREB转录因子未来的研究方向进行了展望。     

黄颡鱼bmp2a与bmp4基因启动子的克隆及分析

为研究黄颡鱼bmp2a与bmp4基因的功能及其相关转录因子的调控网络,采用RLM-5′RACE方法确定bmp2a与bmp4基因的转录起始位点,通过hiTAIL-PCR方法克隆bmp2a与bmp4基因启动子序列并运用生物信息学方法预测启动子序列上的关键转录因子结合位点。结果显示,bmp2a与bmp4基因的转录起始位点分别位于bmp2a与bmp4基因编码区上游的391bp与351bp处。克隆bmp2a与bmp4的1 830bp、1 962bp启动子序列,在启动子序列的基础上预测出AP1、SP1、E-box、GATA1、CREB、PPARγ、SOX5、SOX6和SOX9等转录因子的结合位点,提示这些转录因子对bmp2a与bmp4基因的转录调控发挥潜在的重要作用。     

植物中MYC2转录因子功能研究进展

MYC2转录因子属于植物bHLH转录因子家族中一员,它在植物JA信号途径中处于核心位置,在植物对JA诱导反应中起着非常重要的作用。本文综述了MYC2转录因子的结构特点,其与靶基因启动子结合特点及植物中其在JA介导情况下的正调控、负调控功能机制等,并对MYC2转录因子在植物次生代谢调控方面的研究进展和应用前景进行了讨论。     

转录因子AtWRKY28亚细胞定位及在非生物胁迫下的表达分析

WRKY转录因子在调控植物逆境诱导反应、生长发育及信号转导等方面发挥着重要的分子生物学功能。对转录因子AtWRKY28进行了亚细胞定位,并采用荧光定量PCR技术,对其进行表达分析。结果表明：AtWRKY28在细胞核中行使功能且其表达受多种非生物逆境胁迫因子的影响,其中受机械损伤、高盐的诱导尤为明显,说明该基因可能在响应逆境胁迫中发挥一定的功能。此外,对启动子序列的生物信息学分析发现,AtWRKY28基因的启动子包含多个与非生物逆境反应相关的顺式作用元件。     

不同物种启动子结构特征比较

比较基因组分析表明植物比低等生物和动物含有更多的编码基因。研究人员猜测这主要由于植物基因组中编码转录因子等调控蛋白的基因数量多于动物导致的,意味着植物的转录调控机理可能更加复杂。本研究,针对拟南芥、大肠杆菌以及人类的全基因组启动子序列开展了DNA自由势能分布,弯折度,单核苷酸组成分布及碱基偏差等特征的计算分析比较,期望从启动子结构差异特征分析结果中找到支持上述假说的实验证据。研究结果表明：三个物种的启动子具有转录起始位点（TSS）附近热稳定性最差,弯折度强的共性特征。拟南芥和人类一样在TSS上游（-25bp）具有相似的能量降落峰,而大肠杆菌的最大降低峰出现位置与真核生物不同,约在-10 bp和-35 bp区域。研究还发现拟南芥启动子区域自由势能,可弯折度,核苷酸的分布趋势与人类和大肠杆菌相比具有显著的差异特征。拟南芥TSS上游和下游区域能量和弯折度的变化范围最大,并且具有独特的GC偏好分布特征。我们的研究结果从计算生物学角度上阐明启动子结构差异是导致物种间转录因子识别机制不同的重要原因之一,实验数据进一步支持植物启动子转录调控机制比动物更加复杂的研究推论。     

酵母单杂交文库构建及巨峰葡萄VvFT基因启动子上游调控因子筛选

[目的]利用酵母单杂交文库筛选巨峰葡萄VvFT基因启动子上游调控因子,挖掘参与调控葡萄开花时间的因子,为揭示花期转变代谢通路和定向改良葡萄品种提供理论参考.[方法]利用PlantCARE分析预测VvFT基因启动子顺式作用元件,并以VvFT基因启动子为诱饵,利用酵母单杂交文库筛选技术,筛选作用在VvFT基因启动子上游的调控因子.[结果]葡萄VvFT基因启动子区域存在13种启动子顺式作用元件,包括A-box、CAAT-box和TATA-box组成型调控元件;光响应调控元件ATC-motif、Box 4、G-Box和GT1-motif;茉莉酸甲酯(MeJA)响应调控元件CGTCA-motif和TGACG-motif;干旱诱导的MYB结合位点元件MBS;玉米蛋白代谢必需的调控元件O2-site;参与生物钟控制的调控元件circadian;厌氧诱导必需调控元件ARE.以VvFT基因启动子为诱饵,筛选获得34条表达序列标签(EST),其中有21条为未知功能,有13条在植物生长、抗逆防御、信号转导、转录调控、蛋白酶等方面均有已知或预测的功能,包括转录抑制因子ft41、GRF1互作因子ft44、NAP1相关蛋白ft64及ft70分子伴侣DnaJ10.酵母单杂交点对点验证结果表明VvDnaJ10和VvFT基因启动子之间有相互作用.[结论]通过酵母单杂交文库筛选获取13条候选EST,虽然大部分EST功能预测分析结果与VvFT调控开花时间无明显的直接关系,但研究结果为进一步探索VvFT转录或表达水平控制葡萄开花时间的分子机制提供侯选基因.     

鸡gga-miR-31-5p 启动子真核表达载体的构建及其转录因子结合位点预测

为确定鸡gga-miR-31-5p启动子基本活性区域,并分析调控其转录的重要转录因子,初步探究影响鸡gga-miR-31-5p的表达调控机制,采用PCR法扩增鸡gga-miR-31-5p启动子,插入到pEGFP-N1载体,构建重组载体。利用菌液PCR及测序鉴定阳性重组质粒。将重组载体转染DF-1细胞系,观察其启动活性。利用在线预测网站预测gga-miR-31-5p启动子区域的转录因子结合位点。结果显示,成功克隆出gga-miR-31-5p启动子片段,并成功构建其pEGFP重组载体。体外转染结果表明,该区域具有启动活性,并发现鸡gga-miR-31-5p启动子区域存在RARα、ER、c-Jun、GR等重要转录因子结合位点。研究初步确定了鸡gga-miR-31-5p启动子区域,同时发现该区域存在重要转录因子结合位点,该结果为后续探讨进一步研究gga-miR-31-5p启动子的生物学功能奠定基础。     

转录因子Sp1对成肌细胞中猪SKIP的表达调控作用

利用基因组PCR步移方法获得猪SKIP转录起始位点上游2 075 bp启动子序列。生物信息学分析发现该序列中存在4个Sp1结合位点和1个CpG岛。将启动子序列构建到pGL3-basic的双荧光素酶报告基因载体上,再利用RNA干扰技术分析转录因子Sp1对SKIP转录的影响。荧光素酶活性分析发现Sp1的表达抑制使成肌细胞中SKIP启动子活性显著下降,表明转录因子Sp1可能通过顺式作用元件GC-Box对成肌细胞分化过程中SKIP基因的转录激活起正向调控作用。     

毛竹IDD基因家族启动子分析

IDD基因家族编码一种混合型的转录因子,多数参与植物的生长发育.真核基因的表达受多种因素的调控,其中启动子在转录水平上的调节作用至关重要.本研究截取毛竹IDD家族8个基因(Ph IDD1-2,Ph IDD4-8和Ph ID1)起始密码子前2 000 bp序列,顺式作用元件分析显示,这些基因启动子中均存在TATA框和CAAT框,除此之外,上游调控区域还存在光响应元件、激素响应元件、逆境胁迫元件以及其他响应元件,其中有些元件是某个基因所特有的,表现出该基因家族各基因独特的表达模式,也表明该家族基因的功能分化,参与植物发育的各个阶段.     

绒山羊波形蛋白基因启动子的克隆及活性检测

以内蒙古阿尔巴斯白绒山羊基因组为模板，采用PCR方法克隆波形蛋白基因启动子，并与载体pEGFP-N1连接构建启动子荧光表达载体重组质粒，通过转染次级毛囊成纤维细胞，在荧光镜下鉴定启动子活性，应用生物软件对其序列进行信息学分析。结果表明：波形蛋白启动子区含有转录所必需的调控元件TATAbox、CAAT-box、GC-box等以及2个CPG岛；10个与启动子结合的转录因子；荧光镜下转染的成纤维细胞具有荧光蛋白表达，揭示波形蛋白启动子具有活性，它的激活可诱导下游的波形蛋白基因的转录和表达。     

植物WRKY转录因子研究进展

转录因子在植物的生长发育及其对外界环境的反应中起着重要的调控作用。典型的转录因子含有DNA结合域,转录调控域,寡聚化位点和核定位信号,转录因子通过这些结构域与相应的顺式元件相互作用调控基因的表达。WRKY转录因子是植物中特有的N-端含有WRKYGQK高度保守氨基酸序列的一种转录调控因子,它能够与(T)(T)TGAC(C/T)序列(W-box)发生特异性结合,从而调节启动子中含W-box元件的调节基因和/或功能基因的表达,参与植物的各种生理生化反应。文章主要论述近年来植物WRKY转录因子的相关研究进展。     

植物DREB转录因子研究进展

DREB转录因子是重要的转录因子之一,在调控与逆境相关基因的表达、提高植物对逆境胁迫适应性中发挥重要作用.文章综述DREB转录因子的克隆、结构特点、表达、与植物逆境胁迫的关系、信号传导及在植物抗逆基因工程中的应用等的研究进展,指出该领域研究存在的问题如:其他多个逆境条件下DREB类转录因子的研究、受DREB直接调控的基因的特点及其调控机制、DREB自身和结构调控及其调控基因形成的表达调控网络,今后须针对这些问题进行深入研究,为提高作物抗逆性和选育抗逆作物品种奠定基础.     

植物基因启动子的类型及其应用

不同的植物启动子使植物基因具有不同的表达特性,按其作用方式大体可以分为3类,即组成型启动子、诱导型启动子和组织特异性启动子.另外还有两类较为特殊的启动子--双向启动子和可变启动子.在这些启动子中,除了含有基本启动子外,还存在一些特异的顺式调节元件,这些顺式调节元件在基因的特异表达中发挥重要作用.不同类型的启动子在植物基因工程中得到广泛的应用.     

植物次生生长相关MYB转录因子研究进展

林木的次生木质部是重要的再生生物能源,在人类的生产生活中具有重要意义。作为植物中最大的转录因子家族之一,MYB转录因子在次生壁合成转录调控过程中发挥重要的作用。目前许多主要的次生壁合成相关MYB转录因子已被分离鉴定。AC顺式作用元件是MYB转录因子与木质素合成基因结合的重要元件。该研究综述了MYB转录因子结构及进化,介绍了转录激活因子与抑制因子如何调控次生壁的合成,并对MYB转录因子的转录后修饰、进化的保守性及其转录调控网络进行了阐述。     

水稻耐盐相关转录因子研究进展

转录调控是真核生物基因表达调控的重要机制。转录因子在植物逆境信号传递和调控功能基因表达的过程中起着中心调节作用。主要概述了水稻耐盐相关的4类转录因子(WRKY转录因子、NAC转录因子、bZIP转录因子和DREB转录因子)的结构特点和部分已克隆的各类转录因子的表达特性,重点讨论了它们在水稻抗盐胁迫中的功能,展望了转录因子在植物抗逆基因工程改良中的应用前景,为利用基因工程创制作物抗逆新品种提供参考信息。     

转录因子对木质素生物合成调控的研究进展

木质素是维管植物次生细胞壁的重要组分之一,具有重要的生物学功能。木质素分子与细胞壁中的纤维素、半纤维素等多糖分子相互交联,增加了植物细胞和组织的机械强度,其疏水性使植物细胞不易透水,利于水分及营养物质在植物体内的长距离运输。木质素与纤维素共同形成的天然物理屏障能有效阻止各种病原菌的入侵,增强了植物对各种生物及非生物胁迫的防御能力。然而木质素的存在也给人类的生产实践带来诸多负面影响,如造纸业中,由于必须使用大量化学药品去除木质素,加大了造纸成本,严重污染了环境;饲草中的高木质素含量则影响牲畜的消化吸收,降低了饲草的营养价值;过高的木质素含量也影响了人类对生物质能源的发酵利用。因此,利用基因工程改造植物木质素的可降解性意义重大。在高等植物中,木质素通过苯丙烷途径和木质素特异途径合成。在拟南芥中,NAC、MYB以及WRKY类转录因子都参与了对木质素生物合成的调控。在拟南芥中,MYB26可激活NST1/NST2的转录;WRKY12可与NST2的启动子区结合并对其表达进行负调控;SND1（NST3）和NST1主要在纤维次生壁的形成中发挥作用,两者功能有冗余;NST1和NST2在调控花药壁的次生壁的增厚中功能有冗余;VND6和VND7则主要在木质部导管的分化中起重要作用,这些NAC类转录因子通过与下游的MYB类转录因子如MYB83、MYB46及（或）MYB58、MYB63、MYB85和MYB103的结合对木质素合成基因的表达进行正调控,而MYB75对木质素生物合成进行负调控。多数MYB转录因子通过与下游木质素生物合成途径基因启动子区的AC元件（I、II和III）结合从而对其表达进行调控。研究表明,bHLH类转录因子也参与了对木质素生物合成的调控。文章综述了各类转录因子对木质素生物合成调控的最近进展,绘制了拟南芥中木质素生物合成的主要调控网络,同时也总结了其他物种（如水稻、小麦、玉米、桉树、松树和杨树等）中已发现的对木质素生物合成进行调控的转录因子。随着高通量测序技术的发展,研究者有望在更多的物种中发现参与木质素生物合成调控的关键转录因子,这些研究将对通过基因工程改造木质素的组成具有重要的借鉴意义。     

园艺植物 WRKY 基因功能研究进展

WRKY 转录因子是植物中特有的一类反式作用因子。WRKY 基因家族成员众多,是植物中最大的转录因子家族之一。目前,已在多种园艺植物中对该家族进行了全基因组鉴定。大量研究表明,WRKY 转录因子参与了植物中多种生物学过程,如营养剥夺、胚胎发生、种子发育、毛状体发育、叶片衰老及其他发育和激素调节的过程,是许多调控信号网络的重要组成部分。WRKY 转录因子还可参与植物适应各种逆境的转录调控,已被证明其在生物应激反应中发挥重要作用并参与植物的防御机制,其在植物防御病菌、病毒和虫害调控过程中的重要作用正被逐步揭示。此外,WRKY 转录因子在植物响应环境中非生物胁迫方面的作用也被不断解析,其可参与调控植物对干旱、温度、盐及渗透的响应,并在此过程中发挥正向或负向调节作用。本文基于近年来的相关研究成果,重点综述了 WRKY 转录因子在园艺植物生长发育、胁迫响应和代谢合成方面所发挥的作用和调控机理,进一步明确园艺植物 WRKY 转录因子的重要生物学功能,阐明 WRKY 转录因子介导的转录调控网络,为园艺植物优良性状相关的遗传资源挖掘和分子育种提供理论支撑。     

几个真核生物启动子计算机预测数据库资源概述

启动子是基因表达调控的重要元件,深入研究启动子的结构和功能,是理解基因转录调控机制和表达模式的关键。随着生物技术和计算机技术的高速发展,应用生物信息学技术对启动子进行预测和分析的方法得到了很大发展。简单介绍了目前常用的真核生物启动子预测相关数据库和软件资源。     

杨树干旱胁迫响应转录因子的研究进展

转录因子是杨树干旱胁迫应答分子调控网络中的重要组成部分之一,通过特异性结合干旱响应相关基因启动子区的顺式作用元件,调控下游靶基因的转录表达,从而参与杨树干旱胁迫响应过程。杨树WRKY、NAC、bZIP、MYB和AP2/ERF是干旱胁迫响应分子机制研究中最主要的五大转录因子家族,每个家族拥有超过80个成员。本文简要介绍了杨树干旱胁迫转录组学研究进展,系统总结和概括了杨树这五类转录因子的结构特征与亚家族分类、调控下游靶基因表达的方式及其在参与调控干旱信号转导网络中的作用等方面的研究进展,并对存在的问题与未来研究进行展望,旨在深入了解杨树耐旱分子机理,为培育抗旱型杨树新品种提供参考。