参与植物盐胁迫调控的转录因子研究进展（英文）

盐胁迫是影响植物生长、发育和作物产量的主要环境因子。在盐胁迫的响应和适应过程中,植物会产生许多生理生化反应,许多基因被激活,导致大量参与盐胁迫的蛋白质的积累。胁迫响应基因的表达主要由特定的转录因子(TF)调控,转录因子通常可以激活或抑制多个靶基因的转录。目前已发现多个胁迫响应的转录因子,对它们调控的基因启动子区的顺式作用元件也有很多研究。转录因子及其顺式作用元件不仅是基因表达的分子开关,而且在信号传导过程中是信号转导通路的终端。在这篇文章中,我们重点总结了参与植物盐胁迫调控的几类转录因子,包括NAC、bZIP和bHLH的研究进展。     

参与植物盐胁迫调控的转录因子研究进展

盐胁迫是影响植物生长、发育和作物产量的主要环境因子.在盐胁迫的响应和适应过程中,植物会产生许多生理生化反应,许多基因被激活,导致大量参与盐胁迫的蛋白质的积累.胁迫响应基因的表达主要由特定的转录因子(TF)调控,转录因子通常可以激活或抑制多个靶基因的转录.目前已发现多个胁迫响应的转录因子,对它们调控的基因启动子区的顺式作用元件也有很多研究.转录因子及其顺式作用元件不仅是基因表达的分子开关,而且在信号传导过程中是信号转导通路的终端.在这篇文章中,我们重点总结了参与植物盐胁迫调控的几类转录因子,包括NAC、bZIP和bHLH的研究进展.     

DREB转录因子在植物抗逆胁迫中的作用机理及应用研究进展

干旱、高盐和低温等非生物胁迫严重影响植物的生长发育和作物产量。转录因子在调节植物生长发育以及对外界环境胁迫的响应方面起着重要作用。DREB转录因子含有一个保守的AP2/EREBP结构域,参与外界环境胁迫的应答响应,通过结合DRE(Dehydration responsive element)顺式作用元件,调控下游胁迫相关基因的转录表达,改良植物的抗性。本文在前人研究的基础上,综述了DREB转录因子的结构特征、介导的信号传递途径、对非生物胁迫的响应以及转基因的研究进展,旨在为作物的抗逆育种提供理论依据。     

水稻WRKY转录调控因子基因功能研究进展

 WRKY转录调控因子的生物学功能涉及植物生长发育、物质代谢、抗病耐逆、氧化衰老等诸多方面。水稻全基因组测序完成后,水稻WRKY转录调控因子基因的功能研究随之逐渐开展,目前已经发现它在植物抗病、耐逆、衰老、糖代谢以及形态建成方面发挥重要作用。随着研究的深入,水稻WRKY基因的编号未能统一,很容易让人混淆,有必要进行校正。结合作者实验室的一些研究结果,对水稻WRKY基因家族的研究现状进行了综述,以期为进一步深入开展WRKY基因家族的研究提供帮助。     

盐胁迫条件下花生转录因子表达分析

花生是重要的油料与经济作物,花生耐盐机制的研究对于盐碱地的开发有潜在重要意义。本研究以花生耐盐品种A025为研究对象,利用转录组测序技术分析了盐胁迫条件下,花生转录因子的表达情况,共计发现33个转录因子家族,包括102个上调表达与38个下调表达转录因子,大量差异表达转录因子集中在MYB,NAC与WRKY三个家族。本研究结果可为筛选新的耐盐花生种质提供理论依据。     

植物WRKY转录因子家族GroupⅡa基因研究进展

WRKY基因家族编码是植物特有的转录因子,根据WRKY的保守结构域和进化关系可分为GroupⅠ、Ⅱ和Ⅲ,其中GroupⅡ进一步分为Ⅱa、Ⅱb、Ⅱc、Ⅱd、Ⅱe。Group IIa基因之间具有很高的同源性,基因功能多样,关系复杂。对GroupⅡa基因的结构和在植物抗病性与环境胁迫中的作用,以及主要调控机制等方面研究进行综述,为GroupⅡa基因的后续研究提供参考。     

转录因子DREB在植物抗逆中的应用

DREB转录因子即干旱应答元件结合蛋白质,它能与启动子中的DRE/CRT顺式元件特异结合,激活许多逆境诱导基因的表达,从而增强植物对逆境胁迫的耐受力。综述了DREB转录因子与植物抗旱性的关系,DREB转录因子的克隆与鉴定,以及它的表达载体的构建。     

响应镉胁迫的水稻WRKY15转录因子基因的分离与表达特征

【目的】镉(Cd)是一种对植物生长发育和人类健康均具有很强毒害效应的重金属元素。WRKY转录因子在抗逆生理过程中起重要的调节作用。为了研究WRKY基因在镉胁迫响应和抗性反应中的作用,【方法】基于基因注释,采用RT-PCR策略从一氧化氮(NO)处理的水稻叶片中分离完整的OsWRKY15编码序列,运用生物信息学软件分析其编码蛋白的结构特征,采用qRT-PCR分析其基因的空间(器官)特异性及诱导表达模式;运用酵母单杂交方法检测其转录激活活性。【结果】克隆了OsWRKY15 cDNA 序列,长988 bp,包含一个长825 bp的完整开放读码框,编码274个氨基酸。OsWRKY15具有1个典型的WRKY保守结构域,锌指类型为C₂HC,归类于WRKY第3组;拥有一个核定位信号,因此推测为一种核蛋白。酵母单杂交分析表明,它具有转录激活活性。OsWRKY15在根中的表达丰度最高,其次是叶和茎,在颖果、花和干种子中的表达丰度较低;受Cd、NO和脱落酸(ABA)快速且显著诱导,且在根中被诱导的程度比叶中大,而水杨酸、茉莉酸和乙烯对其表达无明显影响。【结论】OsWRKY15是一个具有功能的核蛋白,推测其可能通过NO、ABA介导的信号途径参与水稻对Cd胁迫的抗性反应。     

植物转录因子与作物抗逆胁迫关系的研究进展

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过程中起着中心调节作用,转录因子调控功能基因表达是植物应答逆境胁迫的关键,为利用基因工程创制作物抗逆新品种提供参考信息.本文概述了植物抗胁迫相关的4类转录因子(NAC类转录因子、MYB类转录因子、bZIP类转录因子和WRKY类转录因子)的结构特点和分类,并重点讨论了它们在作物抗逆胁迫中的功能.     

大豆转录因子GmWRKY53的分离及序列分析（英文）

WRKY蛋白是只存在于植物中的一类转录因子家族,由WRKY蛋白N端高度保守的WRKYGQK氨基酸序列及特殊的锌指结构而命名。WRKY除参与植物发育和代谢的调控外还与植物的抗逆反应有关。本研究利用抗病相关基因NPR1基因启动子区的W-box顺式元件采用酵母单杂交方法,以拟南芥At NPR1启动子区域W-box元件构建诱饵载体,从大豆中分离到了一个转录因子Gm WRKY53,通过序列分析表明,Gm WRKY53具有与At WRKY蛋白的保守氨基酸序列极相似的二级结构,在酵母单杂交系统中该蛋白能够与抗病相关基因At NPR1基因启动子区的W-box特异结合并启动报道基因的表达。对大豆WRKY转录因子的研究有助于深入理解大豆抗病及发育调控机制。     

植物非生物胁迫信号转导及应答

作为固着生物,植物必须适应土壤盐碱害、干旱以及极端温度等非生物胁迫。植物主要胁迫信号途径与酵母SNF1激酶和哺乳动物AMPK激酶有关,显示这些途径可能由能量感知途径进化而来。胁迫信号通过调控离子和水的运输,代谢和转录重组过程中的关键蛋白以维持胁迫条件下离子和水的动态平衡,保持细胞的稳定。对非生物胁迫的信号传递和应答过程的深入了解将有助于提高作物的逆境适应能力,实现农业的可持续发展,并保障日益增长的世界人口的粮食安全。     

水稻盐胁迫应答的分子机制

水稻是一种对盐胁迫中度敏感的作物,它的耐盐性反应是个复杂的过程,包括对外界盐信号的感知和传递、特异转录因子的激活和下游胁迫应答基因的表达。综述了负责维持和重建离子平衡的Na+转运蛋白、转录调控因子和渗透调节基因的功能。它们的作用结果,或通过将盐离子隔离进液泡,或排出体外,或在胞质中积累大量渗透调节物质,最终使得植株表现耐盐性。     

橡胶树ICE转录因子对盐胁迫的响应及功能鉴定

ICE（inducer of CBF expression）是类似MYC（myelocytomatosis）的bHLH（basic helix-loop-helix）转录因子,在植物应对低温、干旱、高盐等非生物胁迫中起重要的调节作用。本研究通过qPCR分析橡胶树ICE家族成员的表达模式。结果表明：5个ICE家族成员均响应盐胁迫上调表达。在盐胁迫2 h时,HbICE2、HbICE3、HbICE4和HbICE5显著上调表达;在盐胁迫4 h时,HbICE4和HbICE5的表达量达到最大值,其中HbICE4的上调幅度最大;HbICE1在盐胁迫4 h内无显著变化,但在处理8 h时显著上调表达。过表达这5个ICE家族成员均可不同程度地提高拟南芥的耐盐性,其中过表达HbICE4的植株对盐胁迫的抗性最强,在盐胁迫下,野生型拟南芥（WT）全部枯萎,而HbICE4转化植株的存活率为96.29%,平均单株鲜重为0.03 g,平均单株干重为0.0035 g,在HbICE家族成员转化株系中均表现最高。在盐胁迫下,WT和HbICEs转基因植株的电导率均显著增加,叶绿素含量和相对含水量均显著降低,其中HbICE4转化植株的相对电导率的增加幅度最小,叶绿素含量和相对含水量的降低幅度最小。因此,HbICE4转化植株的抗盐性可能与增强膜系统的稳定性和减缓叶绿素降解和保持相对含水量有关。该研究结果对橡胶树HbICE家族成员的生物学功能有了新的认识,有望为改良农作物耐盐性提供候选靶基因。     

高等植物WRKY转录因子家族的演化及功能研究进展

WRKY转录因子是植物转录调节因子的最大家族之一,并且是调节植物许多生物过程的信号网络的组成部分。WRKY转录因子通过其保守结构域与靶基因启动子区域的W-box特异性结合,调节靶基因的表达,进而调控植物的叶片衰老、种子萌发与休眠、开花等生长发育过程外,还参与调控植物生物和非生物胁迫的响应过程。本文用代表性植物基因组数据,对WRKY的基因演化作了归纳,综述了近二十年来国内外WRKY转录因子的相要研究进展,并介绍了该转录因子在植物生物胁迫和非生物胁迫应答及生长发育过程中的调控作用。      

植物非生物胁迫应答的分子机制

非生物胁迫因子是制约植物生长发育、影响作物产量和质量的关键因子。这些非生物胁迫的共同点是它们都会导致植物细胞缺水,使细胞的水分平衡紊乱,还可以引起蛋白质等大分子变性,破坏植物细胞内的膜结构等。为了生存,植物在遇到非生物胁迫时不得不在形态和生理生化代谢上进行一些调整,以适应或忍耐环境胁迫。揭示植物胁迫应答分子机理是人们长期以来探索的重大课题。非生物胁迫引起的应答非常复杂并且常常相互关联,干旱、高盐、低温等胁迫可以引起相似的应答反映,如积累大量的渗透调节剂、重建细胞内离子动态平衡、修复被破坏的膜系统、清除活性氧自由基等等。近年来,胁迫应答的分子机理研究成果颇丰,结合笔者等的研究,本文简要进行了综述。     

茶树WRKY转录因子CsWRKY17的克隆与表达分析

WRKY转录因子是植物中最大的转录因子家族之一,在调节植物的抗虫防御反应中发挥关键作用.然而,目前抗虫相关WRKY转录因子的研究还主要集中于草本植物中,木本植物中的研究还十分滞后,仍有大量WRKY未被发掘与鉴定.以茶树龙井43为试验材料,克隆了1个WRKY转录因子基因,命名为CsWRKY17.研究发现,CsWRKY17...     

利用dsRNA干涉方法研究水稻WRKY转录因子的抗病性

 为了研究植物WRKY基因编码的转录因子在水稻上的功能，构建了包含WRKY保守结构域的dsRNA发夹结构干涉载体，用农杆菌介导法转野生型水稻中花11，得到9个有干涉表型的株系。PCR和Southern结果表明dsRNA已整合入中花11的基因组中，且多数为单拷贝。结合T-DNA插入的WRKY突变体植株T456，研究了其中的3个干涉苗和T456对稻瘟病和白叶枯病的抗性，发现3个干涉苗对这两种水稻主要病害的抗性均明显强于T456和中花11，且T456比中花11略抗稻瘟病和白叶枯病，表明dsRNA干涉是成功的，它可能干涉或抑制了某些OsWRKY家族中负向调控抗病基因的成员。     

水稻WRKY转录因子基因家族响应外源一氧化氮的表达谱分析

一氧化氮(nitric oxide,NO)信号分子与WRKY转录因子均参与植物抗逆、发育与代谢等许多生理过程。采用Agilent水稻全基因组cDNA芯片分析了NO处理后1、6和12h水稻幼苗WRKY转录因子基因的表达谱,鉴定出在1个时间点有两倍或两倍以上表达变化的WRKY基因32个,主要分布在WRKY的Ⅰ和Ⅱ组,其中75%的Ⅱa和45.6%的Ⅱd亚组成员为差异表达基因;鉴定出至少在2个时间点有两倍或两倍以上表达变化的WRKY基因15个,均为早期(1h)应答,且多数(64.2%)持续上调;基因功能预测分析表明,这些基因主要参与生物学过程中的细胞过程、代谢过程和刺激响应,以及分子功能中的转录调节活性和结合;代谢通路分析表明,WRKY24涉及植物与病原菌相互作用代谢通路。实时荧光定量PCR验证结果与芯片杂交结果基本一致,印证了芯片杂交结果的有效性。上述发现提示,NO信号可能参与了WRKY转录因子介导的生物学调控功能,并为这些基因的进一步功能分析奠定基础。