ERF类转录因子的结构与功能

ERF(ethylene resposive factor)是植物所特有的一类转录因子.ERF家族成员在结构上有共同的特点:每个成员都含有一个大约由60个氨基酸组成的非常保守的DNA结合域,含有ERF结合域的转录因子在植物中广泛存在,并且参与植物的生长发育及生理生化反应的信号转导.本文主要介绍了植物转录因子ERF家族的结构及其功能的研究进展.     

植物抗逆相关ERF转录因子研究综述

植物在它的生命周期中要经历各种逆境胁迫。植物许多胁迫相关基因的表达主要受特定转录因子在转录水平的调控。ERF转录因子家族参与植物的生物胁迫和非生物胁迫的应答,是同植物抗逆应答密切相关的一类转录因子大家族。它们通过识别不同的顺式元件,调节多种功能基因的表达,调节植物抗性应答。综述简要介绍ERF转录因子及其相关顺式作用元件。阐述植物ERF转录因子家族在植物抗逆应答中的功能。     

ERF转录因子StERF1的生物信息学分析

从生物信息资源中寻找有重要功能的新ERF基因,命名为StERF1,用生物信息学方法对其主要理化性质和功能进行分析预测,为下一步的试验策略提供参考。StERF1编码一个由247个氨基酸组成的相对分子质量为27203.9的蛋白质,该蛋白具有一个由58个氨基酸残基组成的保守ERF结构域(112～169),在N端有一个可能起激活作用的酸性结构域,在C端有一个可能作为核定位信号(NLS)的碱性结构域,它可以结合GCC-box顺式作用元件,推测StERF1是一个定位在核内发挥转录激活作用的ERF转录因子。它可能在调控植物乙烯信号途径、生物胁迫或非生物胁迫应答过程发挥重要作用。     

AP2/ERF转录因子对植物非生物胁迫应答的研究进展

植物AP2/ERF(APETALA 2/ethylene-responsive element binding factor)是一个庞大的转录因子超家族,其蛋白质中均含有1或2段60~70个氨基酸残基组成的AP2/ERF结构域,存在于所有植物中。AP2/ERF转录因子参与多种生物学过程,包括干旱、高盐、低温等逆境胁迫响应等。在植物受到逆境刺激后,脱落酸、乙烯等信号相应地被激活,并激活AP2/ERF转录因子的表达,从而调控功能基因的表达。文中对国内外近年来有关植物AP2/ERF类转录因子的分类、结构特点、分布、信号传导途径及基因调节等方面的研究进行了综述。     

杨树AP2/ERF转录因子家族生物信息学分析

AP2/ERF基因家族是植物所特有的一类转录因子,该转录因子参与多种生物学过程,包括植物生长、花发育、果实发育、种子发育、损伤、病菌防御、高盐、干旱等环境胁迫响应等。从毛果杨基因组数据库中查找210个毛果杨AP2/ERF家族基因,根据其编码氨基酸序列的相似性和AP2/ERF结构域的数量可分为4类,分别为AP2、ERF、DREB和RAV亚家族及其他(Potri.002G246100)。利用生物信息学方法分析了毛果杨210条AP2/ERF蛋白序列的系统发生、基因组定位、氨基酸组成、理化性质及二级和三级结构等。研究结果可为杨树AP2/ERF家族基因的功能分析提供参考依据。     

木榄ERF转录因子基因的克隆及功能分析初探

利用RACE-PCR技术,以深圳红树自然保护区的木榄为材料,克隆出一个ERF类转录因子基因的cDNA全长序列,命名为BgERF(GenBank序列号:GU593720)。生物信息学分析表明:该基因全长1 870 bp,完整开放阅读框1 425 bp,具有一个保守的AP2/EREBP结构域,且编码的由475个氨基酸组成的蛋白具有典型的1个α螺旋,3个β转角的三维结构,在AP2/EREBP结构域的第14位为丙氨酸(A),第19位为天冬氨酸(D),属于AP2/EREBPF蛋白家族中的ERF类转录因子;NCBI-BLAST比对结果表明:该基因与胡萝卜、拟南芥、水稻、辣椒、番茄、大豆、马铃薯、陆地棉等植物ERF类转录因子具有较高的同源性;并构建了高效植物表达载体PBI121-35s-BgERF,获得的转基因烟草与野生型相比,表现出明显的耐盐性,为该基因功能的深入分析和耐盐机理的研究奠定了基础。     

拟南芥ERF转录因子基因应答非生物胁迫表达模式

以122条拟南芥(Arabidopsis thaliana)ERF转录因子家族基因为研究对象,用RT-q PCR检测其应答盐胁迫情况,分析15个盐胁迫敏感基因在盐、干旱和ABA胁迫条件下的表达模式。在盐胁迫条件下,有36个基因上调表达,42个基因下调表达,44个基因无明显变化。其中,15个盐胁迫敏感基因在不同胁迫条件下表现出不同的表达模式。在盐胁迫条件下,15个ERF基因的表达水平随胁迫时间的延长均表现出明显升高,在36和72 h两个时间点达到极显著水平。在ABA胁迫条件下,15个ERF基因中大多数表达水平提高。在干旱胁迫下,15个ERF基因表达水平均随胁迫时间延长有所提高,在48 h达到最高。AT1G06160、AT1G21910、AT2G35700、AT4G17490、AT4G39780和AT5G61890等6个基因在非生物胁迫条件下表达模式相似,表明其可能参与相似的基因调控途径。其他9个ERF基因在非生物胁迫下表现出不同的表达模式,表明其可能参与不同基因调控途径。     

一个大豆ERF转录因子的克隆与表达分析

利用RT-PCR方法从聚乙二醇(PEG)处理的大豆根部组织中克隆了1个大豆乙烯响应因子(ERF)基因,由于其位于大豆基因组第7染色体上,故命名为GmERF7,基因座为Glyma07g02930.序列分析结果表明:该基因含有1个237 bp长的内含子,开放阅读框(ORF)长585 bp,编码194个氨基酸,蛋白质分子量为...     

木薯ERF转录因子基因MeERF5克隆及表达分析

【目的】克隆木薯ERF转录因子基因MeERF5,并分析其在多种逆境胁迫下的表达模式,为深入研究MeERF5基因在木薯逆境胁迫应答中的调控机制提供参考。【方法】PCR扩增木薯品种华南8号的MeERF5基因编码区(CDS)全长序列,对其进行生物信息学分析,并利用根癌农杆菌介导法进行蛋白亚细胞定位。通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测MeERF5基因在木薯不同组织及多种逆境胁迫处理下的相对表达量。【结果】克隆获得MeERF5基因CDS序列为948 bp,与Phytozome数据库中的参考序列(登录号:Manes.01G085200.1)的核苷酸序列相似性为100.00%,其编码315个氨基酸残基,蛋白分子量为77.84 kD,理论等电点(pI)为5.08,属于酸性蛋白,其二级结构中α-螺旋占16.51%,β-转角占3.81%,无规则卷曲占62.22%,延伸链占17.46%,亚细胞定位于细胞质。通过多序列比对及系统进化分析发现,MeERF5蛋白含有1个AP2/ERF保守结构域,与同属大戟科的橡胶树ERF蛋白氨基酸序列相似性最高(76.8%),亲缘关系最近。MeERF5基因在木薯不同组织中均有表达,其中,在茎中的相对表达量最高,在腋芽中的相对表达量最低。MeERF5基因能快速响应低温胁迫、干旱胁迫、氧化胁迫、盐胁迫及ABA处理,均出现诱导表达上调的现象,其中,在氧化胁迫下,MeERF5基因的相对表达量持续上升;在干旱胁迫、盐胁迫及ABA处理下,MeERF5基因的表达量先上升后降低;在低温胁迫下,MeERF5基因在处理5 h时的相对表达量达到最大值,之后有所下降,但在处理48 h时再度上升。【结论】克隆获得的MeERF5基因属于AP2/ERF类转录因子,参与木薯多种非生物胁迫应答过程。     

高等植物转录因子研究进展

转录因子通过激活或抑制基因的表达,在高等植物的生长发育、形态建成及对外界环境的反应中起着重要的调控作用。本文对高等植物转录因子的结构和种类进行了概述,并详细阐述了高等植物bHLH家族转录因子的生物学功能及其在植物基因工程中的应用。     

Dof转录因子研究进展

Dof(DNA Binding with one finger)转录因子是植物特有的一类转录因子,在植物生长发育过程中扮演重要作用,如种子萌发、光响应、贮藏蛋白积累、生物胁迫、碳氮代谢等。介绍了Dof转录因子的结构,并综述了其对植物的调控作用,以期为Dof转录因子的进一步研究提供理论依据。     

木薯ERF转录因子调控的靶基因筛选与表达分析

为解析乙烯响应因子（ERF, Ethylene Response Factor）在木薯（Manihot esculenta）生长发育过程中的调控通路,本研究从木薯全基因组数据库中,筛选出启动子区含有GCC-box顺式作用元件的基因204个,利用生物信息学手段对这些基因进行染色体位置分布分析、病原菌侵染下表达模式分析以及启动子结构预测,部分候选基因的qRT-PCR结果表明:Manes.02G189600,Manes.03G039700,Manes.06G002000,Manes.09G063700,Manes.14G141600,Manes.15G181900可能参与调控植物的抗病途径,同时在乙烯介导的信号传递途径中也起重要作用。     

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TGA转录因子研究进展

TGA基因家族是bZIP转录因子家族中十分重要的一组,其能够与靶基因启动子上的as-1区域相结合,激活或抑制下游靶标基因的转录,从而调控植株抗性或花器官发育。自烟草中首个TGA基因被鉴定以来,从拟南芥、水稻和苹果等多个物种中均有该家族基因被分离和鉴定出来。拟南芥基因组中共有10个TGA转录因子,依据其序列相似性可将其分为5组（Ⅰ组包含TGA1与TGA4;TGA2、TGA5与TGA6组成第Ⅱ组;TGA3与TGA7组成第Ⅲ组;TGA9和TGA10构成第Ⅳ组;PAN为第Ⅴ组）。其中Ⅰ、Ⅱ与Ⅲ组成员广泛参与植株的抗病反应。酵母双杂交和pull-down等结果显示,TGA1-TGA7均可与水杨酸信号途径关键调节因子NPR1相互作用。EMSA结果表明,这种相互作用能够促进TGA对下游PR1启动子的结合并上调其表达,提高植株抗病性。但这3组基因在植物基础抗性与系统获得抗性中的作用有所不同：tga3突变体对病菌的基础抗性存在缺陷,但植株诱导抗性却并不受影响;TGA1与TGA4对基础抗性和系统抗性均有一定影响;TGA2、TGA5与TGA6之间存在功能冗余,仅tga2/5/6三突变体才表现出与npr1突变体类似的系统获得性抗性缺乏的表型。酵母双杂交筛选发现：Ⅱ组TGA能够与谷氧还蛋白GRX480相互作用并介导SA对JA途径标记基因的抑制作用,同时,该组蛋白还能够与GRAS家族蛋白SCL14相互作用,增强下游CYP81D11与GSTU7等解毒相关基因的表达,以一种不依赖于NPR1的信号途径提高植物对外源化学物质毒害的耐性。此外,tga1/4双突变体与nrt2.1/2.2双突变体的初生根和侧生根生长在低氮条件下较野生型显著下降,ChIP和酵母单杂交结果显示,TGA1能够与硝酸盐转运蛋白基因NRT2.1及NRT2.2的启动子相互结合,通过调节这两个基因的表达来调节植物的氮响应。而TGA3在镉长距离运输中发挥重要作用。Ⅳ与Ⅴ组成员在调控花器官发育中具有重要作用。tga9/10表现出与roxy1/2双突变体类似的花药发育缺陷的表型;PAN能够与NPR1类蛋白BOP1和BOP2相互作用,并且pan与bop1/2双突变体均可表现出5枚萼片的表型,暗示花发育与抗病可能具有类似的信号调节机制。在文章最后介绍了翻译后修饰对TGA功能的影响,并对TGA未来的研究方向进行了探讨,以期为该领域研究者提供参考。     

植物NLP转录因子研究进展

转录因子NLP (NIN-like protein)是近年来发现的具有调控养分吸收和植物生长发育、响应外界环境胁迫等功能的植物特异性转录因子。本文对近年来有关NLP家族的最新研究成果进行了总结,综述了植物NLP家族的结构和分类、对氮磷养分信号通路的调控、参与植物生长发育过程以及胁迫应答方面的研究进展,并展望了NLP的可能研究热点和领域,以期为后续研究提供参考。     

甜瓜 ERF 转录因子基因 CmERFII-11 cDNA 克隆及表达分析

根据已报道的甜瓜Cm ERFII-11基因c DNA序列设计特异性引物,采用RT-PCR技术从甜瓜果实中克隆得到Cm ERFII-11基因。采用相关分析软件对该基因进行了生物信息学分析,利用荧光实时定量PCR进行表达分析。结果表明,所克隆的c DNA长度为954 bp,编码255个氨基酸,编码蛋白质的分子量为28.33ku,理论等电点为7.62。该基因在根、茎、叶组织以及授粉后不同时期果实中均有表达,在叶片组织中的表达量最高。     

银杏ERF转录因子家族的全基因组学鉴定及表达模式分析

以银杏基因组数据库为基础,通过序列比对,并经过鉴定筛选,共获得112个ERF转录因子家族成员,对其进行生物信息学及表达模式分析。结果显示：银杏112个ERF成员在系统进化树上分为10个亚家族;基因结构分析表明,大部分ERF家族基因结构简单,仅少量基因含有1～4个内含子;基因表达分析显示,39个ERF基因在雄蕊中表达量较高,20个基因在幼苗中表达量较高,40个基因在胚中表达量较高;部分基因在雄蕊、胚和幼苗中具有相同的表达模式,说明其可能具有类似的功能。     

NAC转录因子国内研究进展

NAC是一类植物特有的转录因子,参与植物生长发育过程中的多种生物学过程,包括生殖器官和营养器官的发育、侧根形成、激素传导、组织衰老、以及生物和非生物胁迫应答等。本文介绍了国内NAC转录因子在玉米、水稻和大豆中的生物学功能以及表达调控等方面的研究进展。     

稻瘟病菌转录因子研究进展

由稻瘟病菌侵染引起的水稻稻瘟病是严重危害世界各地区水稻安全生产的毁灭性真菌病害。转录因子是保证目的基因在特定时间及空间正确表达的调节因子,在不同生物体基因组序列中占有相当的比重。近年来陆续对稻瘟病菌中不同家族转录因子的生物学功能及其参与的调控网络进行了相关研究,结果显示转录因子在稻瘟病菌的生长发育和致病过程中扮演着重要角色,这对深入阐明稻瘟病菌的致病机制和提出新的防控策略提供了理论依据。本文对近年来稻瘟病菌不同家族转录因子的相关研究进展进行了综述。