应答非生物胁迫的植物转录因子.pdf

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1、内蒙古农业科技2005（5）：10～14InnerMongoliaAgriculturalScienceAndTechnology应答非生物胁迫的植物转录因子曹丽霞1，马有志2，杨俊英3（1.内蒙古农牧业科学院植物保护研究所，内蒙古呼和浩特010031；2.中国农业科学院作物育种栽培研究所，北京100081；3.呼和浩特市乌素图国家森林公园管理处，内蒙古呼和浩特010000）摘要：非生物胁迫严重制约着植物的生长和发育，影响植物的水分状态，使植物缺水遭受伤害。近年来，从高等植物中已经分离出一系列调控非生物胁迫相关基因表达的转录因子，通过转录因子之间以及

2、与其他相关蛋白之间的相互作用，激活或抑制非生物胁迫因子诱导的基因表达。文章介绍了调控非生物胁迫相关基因表达的植物转录因子的研究现状、研究方法及前景。关键词：非生物胁迫；植物转录因子；基因表达中图分类号：S188文献标识码：A文章编号：1007-0907（2005）05-0010-05干旱、低温、盐碱是影响陆生植物生长和限制谓的开关基因包括信号传递和调控基因表达的转作物产量提高的主要的非生物胁迫，这些非生物录因子、感应和传导胁迫信号的蛋白激酶以及在胁迫的共同点是它们都会导致植物细胞缺水，使信号传导中起重要作用的蛋白酶等。研究这类基细胞的水分平衡紊乱。这

3、些非生物胁迫常常影响因的表达特性及基因产物的调控作用，已成为近植物生长发育，并造成作物严重减产。植物为了生年来植物分子生物学研究领域的一个前沿内容。存，在遇到非生物胁迫时，不得不在形态及生理生1与抗逆相关的转录因子的研究现状化代谢上进行一些调整，以适应或忍耐环境胁迫，转录因子也称为反式作用因子，是能够与真即胁迫诱导了植物体内不同的生物化学和生理学核基因启动子区域中顺式作用元件发生特异性作上的反应。揭示这些反应的生物学机制，是人们长用的DNA结合蛋白，通过它们之间以及与其它相期以来都在不懈探索的重大课题。近年来的研究关蛋白之间的相互作用，激活或抑制转录

4、。转录因表明，许多植物基因的表达都受逆境胁迫的诱导。子的DNA结合区决定了它与顺式作用元件结合根据基因产物的作用，可将这些胁迫诱导表达的的特异性，而转录调控区决定了它对基因表达起基因分为两大类（表1）。激活或是抑制作用。此外，其自身活性还受到核定表1受逆境胁迫诱导的基因表达产物分类位及寡聚化等作用的影响。在生长发育过程中，植物体对各种环境、组织功能蛋白调节蛋白膜蛋白水通道蛋白转录因子MYC和发育信号做出反应，这就要求对各种功能基因离子通道蛋白MYB的表达进行精确调控。与此同时，植物还要对各种转运蛋白EREBP/AP2蛋白酶叶绿体蛋白bZIP环境因素做

5、出反应，植物感受外界干旱、高盐、激胞质蛋白蛋白激酶MAPK素、病害及体内细胞发育等信号，通过一系列传递大分子保护LEA蛋白伴侣蛋白CDPK因子激发转录因子即反式作用因子，反式作用因子与渗透调节脯氨酸合成酶MAPKKK顺式作用元件结合后，激活RNA聚合酶Ⅱ转录复因子合成酶蔗糖合成酶S6K毒性降解酶谷胱甘肽S转移酶磷酯酰肌醇磷酸酯酶C合物，从而启动基因的转录表达，最后通过基因产可溶性环氧化物水解酶DGK物的作用对外界信号在生理生化等方面做适合的超氧化物歧化酶PAP过氧化氢酶PIP5K调节反应。抗坏血酸过氧化物酶植物体内存在大量的转录因子，对拟南芥第随着分

6、子生物技术的迅速发展和基因克隆技四条染色体中1.9Mb基因组序列分析发现，其中术的不断完善，对非生物逆性的研究已经由编码15%的基因编码或可能编码转录因子。近年来，相某种特定产物的功能基因向信号传导和基因表达继分离出大量的不同类型的转录因子，仅拟南芥调控等开关基因的方向发展（江香梅等，2001）。所中就分离出30多种bZIP类转录因子和145种收稿日期：2005-06-18作者简介：曹丽霞（1978-），女，内蒙古人，助理研究员，在读博士，主要从事植物保护研究工作。5期曹丽霞等：应答非生物胁迫的植物转录因子11AP2/EREBP类转录因子（YouSa

7、kumaetal.，2003）。2002）。有的转录因子可以调控多个基因的表达，1.2AP2/EREBP类转录因子从而调节不同生理生化过程的进行。植物转录因子与功能的关系，在拟南芥1.1bZIP类转录因子（Arabidopsisthaliana）和烟草（Nicotinatabacum）bZIP类转录因子（basicregion-leucine的AP2/EREBP类转录因子中研究得比较深入。zipper）是普遍存在于动植物及微生物中的一类转AP2/EREBP家族的转录因子中包括与调控植物录因子，植物中包括玉米O2、拟南芥PosF21、小细胞周期、生长发

8、育以及环境胁迫应答反应等有麦和水稻的HPB-1等多种转录因子。bZIP类转关的一系列转录因子，家族成员的转录