辣椒WRKY转录因子候选基因的瞬间表达分析

从辣椒cDNA文库中克隆获得一个推定的WRKY（CaWRKY）转录因子,为分析其功能,分别构建启动子区含有双倍W（2W）盒的报告载体和WRKY置于2x35S启动子控制下的超表达载体,通过基因枪瞬间转化技术将两种载体共转化洋葱表皮。检测共转化细胞中GUS基因的表达情况来分析转录因子与特定顺式作用元件的结合及对其转录的激活效应。结果表明CaWRKY能与W盒结合,表明该基因是WRKY转录因子的编码基因。     

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WRKY转录因子家族基因研究进展

转录因子是植物体内广泛存在的一类调节蛋白,能够与靶基因调节结构域结合,调节RNA转录和表达,参与植物生长发育的各个阶段。WRKY基因家族是植物体内一类重要的转录因子,通过结合靶基因启动子中W-box结构域等方式调节植物的应激响应。目前WRKY转录因子在拟南芥、水稻、玉米等多种植物中都有广泛的研究。通过对植物WRKY转录因子的分类、结构特征以及参与的生理响应等方面进行阐述,以期对WRKY基因功能的深入研究及其在农业育种中的应用起到一定的指导作用。     

WRKY转录因子的研究概况

对WRKY转录因子的结构、功能、进化,WRKY蛋白的作用机制等进行综述.     

栽培小麦Brock中转录因子基因WRKY的克隆与表达分析

WRKY类转录因子在植物抵抗外界胁迫上起重要作用。本研究在小麦中分离到一个WRKY类转录因子基因Ta WRKY,该基因序列全长1 242 bp,推测编码蛋白含354个氨基酸,相对分子量为86 k D,理论等电点为4.96,与小麦中WRKY8序列同源性为97%。进化树分析表明,Ta WRKY与小麦中WRKY8亲缘关系较近。基因的诱导表达模式分析显示,Ta WRKY受白粉菌诱导,染菌8 h达到表达最高值。上述试验结果初步说明,Ta WRKY基因在小麦抵抗白粉菌侵染过程中可能发挥着重要作用。     

植物WRKY转录因子家族研究综述

WRKY蛋白是一类植物所特有的转录因子超家族,每个成员都含有一个高度保守WRKY结构域,能够与（T）（T）TGAC（C/T）序列（W盒）发生特异结合,参与多种与植物胁迫应答、生长发育、物质代谢等有关的重要生理过程。     

番茄WRKY转录因子基因片段的克隆及序列分析

【研究目的】本研究以番茄苗为实验材料,克隆出番茄WRKY转录因子的一个基因片段并对其核酸序列进行分析。【方法】根据本课题组已经克隆出的番茄特异的WRKY基因片段和番茄EST序列设计特异引物,利用RT-PCR技术获得番茄WRKY转录因子的一个基因片段并连接到pMD19-T载体中,转化DH5α,,筛选阳性克隆,用双酶切分析法对其进行鉴定并进一步对核酸序列进行测序分析。【结果】结果表明,克隆获得的WRKY转录因子基因片段约为680bp,用GenBank中的Blastn程序分析表明,其与CaWRKY（AY789641.1）、WIZZ（wizz mRNA）（AB028022.1）的相似性分别为86％和84％。【结论】WRKY转录因子在番茄中受JA诱导,这为克隆番茄WRKY基因全长,进而为番茄抗病育种奠定基础。     

油菜菌核病相关的WRKY转录因子研究进展

介绍了WRKY转录因子的结构特点,综述了WRKY转录因子在植物防卫反应中的作用以及在油菜菌核病防卫调控机制中的研究,在此基础上,提出了研究WRKY转录因子可能为油菜菌核病防治及抗病育种提供新的思路。     

谷子WRKY转录因子基因家族分析

[目的]谷子是抗旱研究的模式植物,谷子基因组测序的完成,为分离鉴定谷子抗旱基因提供了便利,WRKY基因参与植物非生物胁迫应答,在植物抗旱方面也发挥重要作用。为分离鉴定谷子WRKY类抗旱转录因子基因,从而为谷子抗旱机理研究和抗旱育种提供参考。[方法]采用生物信息学方法,对谷子转录因子SiWRKY基因家族进行了分离鉴定和表达分析。[结果]我们发现,谷子基因组中存在103个WRKY基因,分布在谷子的9条染色体上,根据在染色体上的位置命名为SiWRKY1-SiWRKY103。[结论]80%的谷子WRKY基因在干旱胁迫后上调表达,表明其参与谷子抗旱机制,为植物抗旱研究提供了候选基因。     

甘薯全基因组WRKY转录因子的基因鉴定与逆境胁迫表达分析

【目的】对甘薯(Ipomoea batatas)全基因组WRKY转录因子进行基因鉴定与逆境胁迫表达分析,为甘薯WRKY基因的应用提供参考。【方法】在甘薯全基因组序列的基础上,应用生物信息学方法对WRKY基因进行挖掘,分析基因潜在复制关系、保守结构域、亚家族系统进化树、保守基序和抗逆表达模式,并对甘薯SPF1基因与IbWRKY基因进行了比较和分析。【结果】甘薯全基因组上共有82个WRKY基因,可分为Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ3个类型,其中类型Ⅰ和类型Ⅲ的成员数量分别为18和5,类型Ⅱ可进一步分为Ⅱ-a、Ⅱ-b、Ⅱ-c、Ⅱ-d和Ⅱ-e 5个亚类,其成员数量分别为4,14,20,8和13。甘薯WRKY基因不均匀分布于15条染色体上,其中25对基因存在潜在复制关系。保守结构域分析发现,大部分WRKY的结构域高度保守,但个别基因存在保守结构域缺失现象。拟南芥与甘薯的WRKY转录因子在系统进化树上呈现按物种少量聚集的现象。在甘薯WRKY转录因子家族中共发现10个保守基序,包括含有WRKY七肽结构域的基序1和基序7、含有锌指结构域的基序2和基序3,其中基序3为Ⅰ类型WRKY转录因子N端WRKY结构域所特有。对逆境胁迫下的甘薯转录组数据进行分析发现,甘薯苗期在蔓割病菌(Fusarium oxysporum f. sp.batatas)侵染后共有19个WRKY基因差异表达,甘薯块根贮藏期在低温胁迫下有34个WRKY基因差异表达。蛋白序列比较和分析结果表明,甘薯SPF1的氨基酸序列与IbWRKY32的氨基酸序列一致度最高,为85.4%。【结论】甘薯全基因组中鉴定得到82个WRKY基因,其结构域较为保守,在蔓割病胁迫与低温胁迫条件下均存在差异表达。     

番茄WRKY基因的克隆与分析

WRKY转录因子可调控下游抗逆基因的表达,进而在植物生物和非生物胁迫中起重要作用。以水杨酸诱导的番茄为材料,设计简并引物后进行RT-PCR扩增,得到4个含有WRKY结构域的EST。选择其中之一,采用同源克隆的方法扩增出WRKY基因的全长。半定量PCR分析结果表明,400 mmol/L NaCl、4℃低温胁迫后该基因表达量发生变化,说明其可能与番茄的耐盐性和耐低温性有关。     

烟草对蚀纹病毒和马铃薯Y病毒的抗病性鉴定

【目的】对21份我国生产中大面积推广使用的烟草品种和抗源材料进行烟草蚀纹病毒（TEV）和马铃薯Y病毒（PVY）的抗病性鉴定,为烟草抗病品种的利用与品种合理布局,以及烟草抗病毒病育种的亲本选择提供依据。【方法】以21份烟草品种为材料,于2009-2011年采用大田人工接种鉴定的方法,对21分烟草种质资源进行了TEV和PVY的抗病性鉴定。【结果】在供试种质中,对TEV表现抗病的有双抗70、云烟97、中烟103、秦烟96、辽烟17、云烟203、秦烟98、云烟85、G28共9份材料,表现中抗的有中烟90、龙江237、NC89、G80共4份材料,表现中感的有云烟87、RG11、净叶黄共3份材料,表现感病的有K326、红花大金元、CV87、Coker176、金星6007共5份材料。对PVY表现抗病的材料有2份,分别为辽烟17和金星6007,表现中抗的材料有秦烟98、秦烟96和双抗70共3份材料,表现中感的有NC89、云烟87、净叶黄、G28、云烟85、红花大金元、G80、K326共8份材料,表现感病的有Coker176、龙江237、云烟97、RG11、中烟90、中烟103、CV87、云烟203共8份材料。其中兼抗TEV和PVY 2种病毒病的材料有4份,分别为双抗70、秦烟98、秦烟96和辽烟17;均表现感病的有7份材料,包括Coker176、CV87、红花大金元、K326、净叶黄、RG11和云烟87。TEV和PVY侵染对抗病性较强烟草品种生长发育的影响较小,而对感病品种的影响较大。【结论】不同烟草品种对TEV和PVY的抗病性存在较大差异,抗病性不同的烟草品种在病毒危害以后,病毒对烟叶的产量和叶片生长发育的影响也不同。     

陕西省烟草主要病毒病种类及植物带毒的检测

【目的】明确陕西省烟区烟草主要病毒病种类及烟田周围携带病毒植物的种类及带毒情况。【方法】采用酶联免疫吸附法(Enzyme linked immunosorbent assay,ELISA),对从安康、宝鸡、商洛、延安、咸阳、汉中和铜川烟区采集感染病毒病的167个烟草样品以及烟田周边7科23种植物的279个植物样品进行了检测。【结果】从感染病毒烟草样品中检测到烟草花叶病毒(Tobacco mosaic virus,TMV)、黄瓜花叶病毒(Cucumber mosaic virus,CMV)、烟草蚀纹病毒(Tobacco etch virus,TEV)、马铃薯Y病毒(Potato virus Y,PVY)和烟草脉带花叶病毒(Tobacco vein banding mosaic virus,TVBMV)5种病毒。其中CMV的侵染最普遍,总检出率达74.34%;PVY、TMV、TEV、TVBMV的总检出率分别为58.16%,47.29%,21.59%和18.87%。在156个烟草阳性样品中,有28个样品受CMV、TMV、PVY或TVBMV单独侵染,其检出率分别为4.78%,10.09%,1.66%和1.18%,未检测出TEV单独侵染;其余样品均受2种以上病毒复合侵染,总检出率为82.05%。烟田周边279个植物样品中,176个植物样品被检测出携带有包括TMV、CMV和PVY等在内的烟草病毒,病毒检出率占63.08%。毒源植物样品中病毒检出率最高的植物为刺儿菜,其病毒检出率高达92.86%,其次为番茄、茄子、辣椒、蚕豆,其病毒检出率分别为90.91%,87.50%,86.67和78.57%。【结论】CMV取代TMV和TEV已成为当前陕西烟区的优势毒种,PVY检出率在部分烟区有明显上升的趋势。田间烟草病毒复合侵染现象严重,值得高度重视。烟田周围植物是烟草病毒病防治的重要考虑因素。     

烟草蚀纹病毒外壳蛋白基因的克隆与原核表达

根据烟草蚀纹病毒(TEV)CP序列设计合成上下游引物,利用RT-PCR方法获得了TEV CP基因,大小为789 bp。将TEV CP基因克隆到pM D 18-T S im p le V ector,经E coRⅠ/S acⅠ双酶切得到目的片段,并将其定向插入到pET 30a载体中构建了原核表达载体pET 30-TEV CP,重组质粒经E coRⅠ和S acⅠ双酶切鉴定及基因测序验证正确后,转化大肠杆菌BL 21,用IPTG进行诱导表达。结果表明,TEV CP基因在大肠杆菌中获得了高效表达,分子量约为37 ku。以表达产物为抗原免疫家兔,制备了特异性抗血清,其效价为1/1 204。W estern b lot检测结果表明,制备的抗血清可用于检测田间的发病植株。     

WRKY耐逆研究进展

介绍了WRKY转录因子的结构特点和分类,及其在植物生物逆境中的作用。     

不同品种(系)烟草普通花叶病(TMV)的抗病性鉴定

【目的】筛选地方性优质抗烟草普通花叶病(TMV)烟草种质,为湘中北烤烟抗TMV育种提供优良的种质资源。【方法】采用苗期温室病圃人工接种诱发方法结合大田病圃鉴定,以Coker176为抗病对照、革新3号为中抗对照、G140为感病对照,对9625、金星6007、小黄金0019、401-2、小黄金1025、NGLAUCA、延烟2号等18个烤烟品种(系)进行TMV抗病性鉴定。【结果】在供试品种(系)中,筛选出抗病品种(系)2个,分别为T61和9625,占供试品种(系)总数的11.1%;中抗品种5个,分别为金星6007、03-4-3、胎里黄1061、VESTA33和云烟98,占27.8%;感病品种(系)11个,分别为小黄金0019、401-2、311、小黄金1025、NGLAUCA、延烟2号、大白筋0522、沪金3号、大叶永烟、长脖黄和NC95,占61.1%。【结论】筛选出T61和9625两个抗TMV烤烟品种,可作为湘中北地区抗TMV育种的重要种质资源;同时可在湘中北地区进行T61和9625的示范性推广种植。     

超表达水稻MGD基因(OsMGD)烟草植株的耐低磷胁迫能力

【目的】研究超表达OsMGD基因烟草植株在低磷条件下的生长情况,为明确OsMGD基因对植物耐低磷胁迫的影响机理奠定基础。【方法】通过构建表达载体pGWB2-OsMGD和农杆菌介导的转化方法,获得超表达OsMGD基因烟草植株,用磷浓度为5μmol/L的HS营养液对转基因烟草植株进行低磷处理后,研究转基因烟草植株MGD活性、脂质和脂肪酸含量、叶绿素含量、根系鲜质量、根冠比和磷含量的变化情况。【结果】超表达OsMGD基因烟草植株中MGD活性增加了1~3.5倍;在转基因烟草植株中,半乳糖脂(MGDG和DGDG)、磷脂和总脂肪酸含量均显著高于野生型植株,但是转基因烟草植株中的脂肪酸组分与野生型相比无显著差异。低磷处理后,转基因烟草植株的生长情况明显优于野生型植株,转基因烟草植株中叶绿素含量、根系鲜质量和根冠比均显著高于野生型;在正常和低磷条件下,转基因烟草植株中的磷含量与野生型相比无显著差异。【结论】超表达OsMGD基因能增加烟草植株的细胞膜脂含量,使植物体内累积大量半乳糖脂和磷脂,从而提高了烟草植株耐低磷胁迫的能力。     

PtWRKY14 基因转化烟草及对 TMV 的抗性影响研究

PtWRKY14 是从毛白杨中获得的WRKY 基因,为研究PtWRKY14 基因对植物抗病性的影响,构建了毛 白杨PtWRKY14 基因的植物表达载体pBI121-W14,通过农杆菌介导的叶盘转化法转化烟草,PCR 与Southern 杂交 进行转基因烟草鉴定。对获得的转基因烟草植株进行烟草花叶病毒(Tobacco mosaic virus,TMV）的接种试验,结果表 明PtWRKY14 基因的转化使烟草对TMV 的抗性增强。荧光定量PCR 检测结果表明,TMV 接种后,转基因烟草中 PtWRKY14 的表达量显著上调,同时转基因烟草中超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase,SOD）、过氧化物酶(Peroxidase,POD）、过氧化氢酶(Catalase,CAT）的表达量均高于对照组。因此,PtWRKY14 可能通过上调SOD、POD、 CAT 的表达从而增强植物抗病性。     

烟草花叶病毒移动蛋白基因转化烟草及在转基因烟草中的表达

根据烟草花叶病毒蚕豆株系（TMV-B）的已知序列合成引物，经PCR扩增获得TMV-B的移动蛋白（MP）基因。该基因测序验证后，分别以正、反向克隆到植物表达载体pBI121中，并置于CaMV35S启动子控制之下，通过三亲交配及叶盘转化，将MP基因导入烟草。经卡那霉素抗性筛选，PCR扩增，Southern点杂交,Northern点杂交及Westernblot检测，获得了正义表达MP基因及反义表达MP基因的转基因烟草，分别命名为pTMP（+）烟草和pTMP（-）烟草。     

植物WRKY转录因子的结构特点及其在植物防卫反应中的作用

综述了WRKY转录因子的发现、结构特点、表达特点以及WRKY转录因子在各种植物防卫反应中的调控作用,指出WRKY转录因子是一类参与多种胁迫反应的诱导型转录因子,其N-端具有WRKYGQK高度保守的氨基酸序列,能够与基因启动子中的(T)(T)TGAC(C/T)序列(W盒)发生特异性结合,从而调节基因的表达,参与植物的各种生长和发育过程。