CBF转录因子及其在林木抗寒研究中的应用前景

CBF转录因子是一类受低温诱导的反式作用因子,广泛存在于各种植物中。它可以与启动子中CRT/DRE顺式作用元件特异结合,激活其下游冷应答基因COR的表达,从而提高植物的抗寒性。自CBF1基因被发现以来,关于CBF基因结构及功能方面的研究已有很多报道,为提高植物的抗寒性和培育抗逆新品种提供理论依据。该文介绍了CBF基因家族的结构特点、表达调控及抗寒作用机制,并展望了其在林木抗逆研究中的应用前景。     

植物非生物逆境胁迫DREB/CBF转录因子的研究进展

综述近十几年来,特别是近5年来国内外DREB/CBF转录因子的研究进展,主要包括DREB/CBF转录因子的结构特点,DREB/CBF基因的克隆、表达调控及其在植物抗逆基因工程中的作用,以及DREB/CBF转录因子研究中的问题与展望,旨在为植物抗逆育种提供理论依据.DREB/CBF类转录因子即干旱应答元件结合蛋白质/C-重复序列结合子,是AP2/EREBP转录因子家族的一个亚家族,拥有保守的AP2结构域,能够特异性地与抗逆基因启动子区域的DRE/CRT顺式作用元件相结合,在干旱、低温和高盐等条件下调节一系列下游逆境应答基因的表达,是植物逆境适应中的关键性调节因子.目前,已从拟南芥、欧洲油菜、水稻、玉米、小麦、陆地棉、大豆和番茄等几十种植物中分离并鉴定出调控干旱、高盐及低温耐性的DREB/CBF基因,并利用这些基因得到抗逆性增强的拟南芥、欧洲油菜、番茄、小麦以及杨树等转基因植株.转基因结果表明,DREB/CBF转录因子家族在植物抗逆品种改良中具有重要的应用价值.     

抗冻诱导因子CBF基因及其在木本植物的抗寒应用

温度是植物生长发育的必要条件,低温是影响植物生长发育的重要逆境因子,因此抗冻诱导因子CBF基因作为重要的抗逆系列基因成为目前研究的热点之一。系统介绍了CBF基因家族、结构与特性、表达、调节因子、生理生化功能、抗逆条件下的交叉适应现象,及其在木本植物上的应用前景及原理。     

蓝花楹JaCBF1转录因子片段的序列分析及耐寒性功能验证

CBF类转录因子是调控植物冷害应答反应的关键因子.从蓝花楹中克隆到一个457 bp CBF类基因片段,序列分析表明其编码142氨基酸的片段,并与多个物种CBF1基因序列高度同源,且具有CBF家族的AP2核心结构域,因此将其命名为JaCBF1.原核表达的结果显示此基因片段编码16 kDa的蛋白,表达分析结果显示JaCBF1于低温条件下在蓝花楹根、茎、叶中有差异性转录.Southern杂交结果揭示JaCBF1在蓝花楹基因组中存在至少2个拷贝.通过脓杆菌介导方法将JaCBF1异源转录到拟南芥中,荧光共聚焦显微照相结果显示其编码的蛋白质定位于细胞核,冷处理实验发现转基因拟南芥植株的耐冷性得到了显著提高,表明此新片段具有CBF类植物耐冷因子的典型功能.     

植物抗逆性相关转录因子的研究进展

植物在自身的生活周期中往往面临着各种胁迫,在胁迫环境下,植物中特定的转录因子与抗逆基因上游的顺式作用元件结合,从而特异性地调控该基因在植物体内的表达,提高植物对环境胁迫的适应能力。因此,转录因子已成为近年来植物抗逆基因工程的研究热点。本文主要综述了植物抗逆相关转录因子的结构、调控机制、功能特性以及在植物抗病基因工程方面的研究成果,并展望了其应用前景。     

巴西橡胶树CBF2基因的克隆和表达分析

分析植物CBF同源保守区序列设计简并引物,利用RT-PCR技术从橡胶树中克隆了CBF基因家族的保守区,并以SAFA-PCR法克隆了HbCBF2基因的5′端序列以及启动子序列。通过BLAST工具搜索Genbank数据库。结果表明,该序列同其他植物中的CFB家族基因高度同源,认为该序列就是橡胶树中的CBF基因。以此序列设计Northern Blot探针,从低温和干旱两个方面处理,探索该基因在巴西橡胶树中的表达情况。     

植物DUF家族基因功能研究进展

为进一步研究DUF(Domain of unknown function)蛋白转录因子,通过文献综述法对DUF蛋白家族在植物生长发育、响应生物胁迫及非生物胁迫等方面的研究进行了归纳分析,结果表明：目前关于植物DUF转录因子的研究还主要集中在模式植物水稻和拟南芥上,该转录因子可通过自我调节或蛋白互作影响下游基因的表达,对植物细胞壁形成、器官发育、抗病虫害或抗干旱等信号通路具有正调控或负调控作用。     

转录因子CBF基因转化烟草抗寒性指标的检测

为了解棉花转录因子CBF基因转化烟草的抗寒性，将苗龄21d的转基因及其野生型T2代烟苗进行0、-1、-2、-3、-4℃低温处理4h，分别进行各处理材料的电解质渗透率、丙二醛含量和可溶性糖含量的检测。结果表明转基因烟草的电导率和丙二醛含量均低于非转基因烟草，而转基因烟草的可溶性糖含量高于非转基因烟草。证实转CBF基因可以提高烟株的抗寒性。     

转录组在植物抗逆中的研究

逆境胁迫一直是限制植物生长发育的重要因素,对植物逆境胁迫的研究是植物研究的热点难点。转录组学的发展是研究基因转录调控的重要手段,利用转录组学技术对探究植物在非生物胁迫以及生物胁迫中基因的表达调控网络,研究参与逆境胁迫的分子机制有重要意义。对转录组学及其在植物抗逆中的研究进行总结。     

秋茄低温胁迫转录组分析及脱落酸信号途径基因挖掘

目的 深入了解秋茄响应低温胁迫的分子机制以及培育秋茄的抗寒新品种。 方法 以耐寒红树植物‘龙港’秋茄1年生容器苗为实验材料,15 ℃处理12 h为对照组（CK）,−5 ℃处理12 h为低温组（LT）,采用 Illumina HiSeq测序平台进行转录组测序,挖掘脱落酸信号途径相关基因。 结果 转录组测序共鉴定到148个转录因子,分属于25个转录因子家族,其中,ERF、NAC、WRKY、bHLH、MYB、bZIP、HB-other和MYB-related等家族所包含的基因数量较多,分别为17、14、12、12、10、9、6和6;差异组共筛选到1 330个差异表达基因（Differentially Expressed Genes, DEGs）,其中,698（52.48%）个上调表达,632（47.52%）个下调表达; KEGG通路富集分析发现,DEGs显著富集在植物激素信号转导、苯丙素生物合成、半乳糖代谢、光合作用-天线蛋白和α-亚麻酸代谢等通路中; 脱落酸信号途径相关基因 KoPYL1、KoABF1和KoABF2上调表达,KoPP2C1和 KoABF3下调表达,且这些基因表达情况与qRT-PCR验证结果一致。 结论 ERF、NAC、WRKY、bHLH、MYB、bZIP、HB-other和MYB-related等家族转录因子对秋茄响应低温胁迫起重要调控作用。植物激素信号转导、苯丙素生物合成、半乳糖代谢、光合作用-天线蛋白和α-亚麻酸代谢等是秋茄响应低温胁迫的重要KEGG通路。脱落酸信号途径中的KoPYL1、KoPP2C1、KoABF1、KoABF2和KoABF3基因可作为后期研究秋茄响应低温胁迫的重要候选基因。