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。

DREB/CBF转录因子植物抗逆性研究进展

DREB/CBF转录因子是AP2/ERE转录因子家族的一个亚家族,该家族广泛参与干旱、高盐、低温等胁迫反应,在植物胁迫应答途径中发挥十分重要的作用。本研究重点介绍了DREB/CBF转录因子及其在提高植物抗逆性中的作用,并对其应用前景进行了展望。

DREB/CBF转录因子在植物非生物胁迫中的作用及研究进展

DREB/CBF转录因子即干旱应答元件结合蛋白质/C-重复序列结合子,能特异地结合顺式激活元件DRE/CRT,从而激活植物细胞中与非生物胁迫抗性相关基因的表达,提高植物的抗逆性。系统地介绍了DREB/CBF转录因子的结构特点、功能、物种分布以及信号转导途径,阐述了DREB/CBF转录因子在植物抗逆基因工程育种中的作用、存在的问题,为DREB/CBF转录因子的深入研究和应用提供参考。

参与植物非生物逆境响应的DREB/CBF转录因子研究进展

DREB/CBF转录因子是植物AP2/ERF转录因子超家族的一个亚家族,具有AP2保守结构域,能特异性结合植物抗逆基因启动子区域DRE/CRT顺式作用元件。目前,越来越多研究表明,DREB/CBF转录因子参与调控植物响应干旱、盐、冷、热以及其他逆境胁迫的应答反应,是植物抗逆的关键调节因子。综述了近年来国内外DREB转录因子的研究进展,从DREB转录因子的结构、分类、家族及在非生物逆境胁迫中的功能等方面进行了总结,并结合当前研究的瓶颈,讨论了研究植物DREB/CBF转录因子的意义及存在的问题,并提出了今后的突破方向,以期为筛选优质抗逆植物资源,培育抗逆农林草新品种提供理论依据和指导。

CBF/DREB转录因子与植物矮化的相关性研究进展

CBF/DREB转录因子即干旱应答元件结合蛋白,是一类可以调控多个与干旱、高盐及低温耐性有关的功能基因表达的转录因子家族。很多报道称CBF/DREB转录因子的过量表达使转基因植株产生矮化、晚花现象。着重探讨CBF/DREB转录因子与植物矮化现象相关性与其矮化机理,并对草坪草育种新方向进行展望。

高山离子芥CBF/DREB1转录因子基因的分离与表达(英文)

以冷胁迫和脱水处理的高山离子芥幼叶为材料,采用RT-PCR技术获得1条新的C重复/脱水应答元件结合因子(CBF/DREB1)基因(CbCBF,登录号AY994127)。该基因含651 bp的开放阅读框(ORF),编码216个氨基酸的蛋白质,预测该蛋白具有一个AP2 DAN结合域,一个核定位信号和碳端酸性激活域。多序列比对结果表明,CbCBF蛋白与拟南芥及其他植物CBF具有较高的相似性。Northern杂交结果显示,CbCBF基因不能被冷处理诱导表达,但可被脱水和ABA处理快速诱导;同时发现CbCBF基因也能被紫外辐射和机械刺激诱导表达。表明高山离子芥CbCBF基因可能参与应答多种非生物胁迫过程。

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。

DREB转录因子研究进展

DREB转录因子即干旱应答元件结合蛋白质,它能特异结合启动子中含有DRE/CRT顺式元件,激活许多逆境诱导基因的表达,增强植物对逆境的忍耐力。介绍DREB转录因子与DRE顺式作用元件的关系,DREB转录因子与DRE元件的结合特异性,DREB的结构特点和功能,DREB转录因子的表达调控,DREB转录因子的克隆及鉴定等方面的研究进展,简述DREB转录因子对调控逆境诱导基因的表达具有非常重要的作用,在提高植物综合抗逆性方面将有巨大的应用前景。同时,指出DREB转录因子在信号转导、作用机理及基因表达等方面的复杂性。

烟草DREB转录因子新基因的克隆与功能分析

采用同源克隆及cDNA末端快速扩增法(rapid amplification of cDNA ends,RACE),从烟草中克隆到1个新的烟草DREB基因,命名为NbDREB2 a.序列分析表明该基因全长1191 bp,编码330个氨基酸,具有典型的DREB转录因子保守的AP2结构域.实时RT-PCR分析表明,该基因能在烟草的根、茎、叶中表达,受低温、干旱和高盐诱导.酵母转录激活实验证明,该基因可以特异性结合DRE顺式作用元件,并能激活报告基因的表达.为了研究该基因在植物抗逆反应中的功能,利用农杆菌介导法,将该基因转化到模式生物拟南芥中,筛选到了单拷贝插入的、纯合的拟南芥株系;对获得的转基因拟南芥进行干旱及高盐处理,结果表明,与对照相比,超量表达该基因能够明显地提高拟南芥对干旱及高盐的抗性.

转录因子CBF在植物抗寒中的重要作用

低温能够诱导植物许多基因的表达,从而使植物具有抗寒性,这种现象称为冷驯化。对于植物冷驯化的分子机理,目前研究得最多的是CBF转录因子调控的信号转导途径,其作用途径可归纳为:CBF(CrepeatBindingFactor)转录因子→CRT/DRE(Crepeat/DehydrationResponsiveElement)基序→COR基因表达→植物抗寒性增加。研究CBF转录因子在抗寒中的作用机制,能为提高植物的抗寒性,培育抗寒作物品种提供新方向。

八棱海棠中转录因子基因MrDREBA6的克隆及表达分析

DREB类基因是植物中重要的一类转录因子基因,其编码的产物广泛参与生长发育和各类生理过程。根据拟南芥和水稻DREB类基因序列,设计2个兼并引物,利用RACE法从八棱海棠cDNA文库中扩增出一编码DREB类转录因子的cDNA序列,命名为MrDREBA6。从cDNA序列、推测的氨基酸序列、进化树、功能域和分子结构模型进行预测和较为全面的分析,表明MrDREBA6属于DREB类转录因子的A6亚族,蛋白质三级结构与AtRAP2.4和AtERF1相似。荧光定量PCR分析MrDREBA6在各种处理下表达水平显示,MrDREBA6受到PEG、ABA、高盐和低温的诱导表达。另外,组织表达特异性检测表明,正常生长条件下MrDREBA6基因在叶中表达较高,在根和茎中的表达量略低。

CBF转录因子及其在植物抗冷反应中的作用

CBFs转录因子是转录因子家族之一,CRT/DRE是一种顺式作用因子,在COR基因的启动子区域。在低温条件下,CBF基因通过结合在CRT/DRE上激活COR基因的表达,从而提高植物抗冷能力。本文论述了CBF转录因子的结构特性以及在植物抗寒调控中所起的作用。

转录因子DREB1A基因和Bar基因双价植物表达载体的构建及对马铃薯遗传转化的研究

马铃薯在生长发育过程中受各种生物和非生物胁迫的影响,干旱是其中最常见和危害最严重的非生物胁迫因素之一,常常导致单产不高,总产不稳,严重影响着马铃薯产业的发展。本研究以改善马铃薯抗旱性为目的,采用PCR方法从拟南芥中克隆了转录因子DREB1A基因和诱导型启动子rd29A。利用DNA重组技术成功构建了诱导型启动子rd29A驱动转录因子DREB1A基因和CaMV35S启动子驱动Bar基因的双价植物表达载体pBI121-rd29-BDR,并通过农杆菌介导法对马铃薯进行遗传转化,PPT筛选得到22株抗性苗,PCR和RT-PCR检测证明DREB1A基因已整合到陇薯10号马铃薯基因组中并在转基因植株中转录表达,有望提高转基因马铃薯的抗旱性。目前,作者正在进行转基因马铃薯的抗旱性分析研究。

植物抗寒转录因子CBF和ICE研究进展

CBF是一类植物所特有的转录因子,是植物抗寒途径的枢纽,调控下游大量抗寒基因的表达,对增强植物的抗寒能力非常重要。ICE属于一种类似MYC的bHLH转录因子,可特异结合到CBF启动子的MYC作用元件并诱导CBF下游基因的转录表达。综述了CBF和ICE两类转录因子的发现、应用及两者之间的关系,为作物抗寒分子改良提供参考。

盐胁迫下构树DREB转录因子基因表达的实时荧光定量PCR分析

转录因子是指那些专一性地结合于DNA特定序列上、能激活或抑制其他基因转录的蛋白质（王少峡等,2004）。DREB（dehydration responsive element binding protein）转录因子是一种特异性的转录因子,当植物在干旱、低温及盐等逆境胁迫下,

抗逆相关DREB转录因子的研究进展及应用

DREB转录因子即干旱应答元件结合蛋白,可以特异地与DRE顺式作用元件结合,在非生物逆境胁迫(干旱、低温、高盐)中激活胁迫诱导基因的表达,使植物能够耐受水分胁迫的影响。本文介绍DREB转录因子的结构特点和生物学功能,表达调控以及在抗逆基因工程方面的研究进展,同时对DREB转录因子在信号传递和调控网络方面的复杂性进行了讨论。

胡萝卜2个DcDREB-A1类转录因子基因的克隆与比较分析

植物DREB类转录因子在植物抗逆性方面具有重要作用。本文以胡萝卜黑田五寸为材料,基于胡萝卜转录组数据,通过RT-PCR方法克隆出2个DREB-A1类转录因子基因Dc DREB-A1-1和Dc DREBA1-2。序列分析显示,这2个基因均没有内含子,长度分别为780bp和669bp,分别编码259和222个氨基酸;预测其蛋白质相对分子质量分别为29.0KD和24.71KD,p I值分别为4.32和4.63。通过对氨基酸亲水/疏水性进行分析,发现这2个转录因子属于亲水性蛋白。实时定量PCR分析表明,Dc DREB-A1-1和Dc DREB-A1-2基因在胡萝卜不同组织中的表达量不同,分别在叶和根中表达量最高。低温(4℃)、高温(38℃)、盐(0.2 mol·L-1Na Cl)、干旱(200 g·L-1PEG)不同时间段处理表达分析显示,Dc DREB-A1-1在低温、高温、盐和干旱胁迫下被显著诱导,高温、盐和干旱处理1 h后表达量达到最高,分别比对照增加14倍、7倍、7倍,低温处理下2 h表达量最高,是对照的18倍;而Dc DREB-A1-2在高温、低温和盐处理下响应明显,高温处理1 h后表达量为对照的12倍,低温和干旱处理下8 h基因表达量分别比对照增加2.4倍、6.2倍,说明2个基因在响应逆境胁迫时表达不同。胡萝卜响应非生物逆境胁迫是一个复杂的过程,本试验对深入研究胡萝卜抗逆分子机制,提高胡萝卜逆境抗性等方面具有较为重要的意义。

植物DREB转录因子及其转基因研究进展

DREB(dehydration responsive element binding protein)类转录因子是AP2/EREBP(APETALA2/an ethylene-responsive element binding protein)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顺式作用元件相结合,在低温、干旱和盐碱等条件下调节一系列下游逆境应答基因的表达,是逆境适应中的关键性调节因子。拟南芥中与逆境相关的DREB转录因子可分为DREB1/CBF和DREB2两类,其中DREB1/CBF类成员主要参与低温胁迫应答反应,DREB2类成员则主要参与干旱胁迫应答反应。根据近十年来的报道,目前已从拟南芥、水稻、玉米、小麦、黑麦、大豆、西红柿和油菜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基因,并利用这些基因得到了抗逆性增强的拟南芥、油菜、西红柿、小麦以及杨树等转基因植株。转基因结果表明DREB转录因子家族在双子叶植物,单子叶植物,草本植物及木本植物抗逆品种改良中均具有重要的应用价值。本文总结了十多年来特别是近五年来国内外相关研究进展,并对DREB转录因子的研究前景及其在木本植物良种选育中的研究趋势进行了展望。

DREB转录因子及其在植物抗逆中的作用

介绍了DREB(dehydrationresponsiveelementbinding)转录因子及其在植物抗逆作用中的研究进展。DREB转录因子由逆环境胁迫诱导产生后,可激活其他多达12个依赖DRE顺式作用元件的抗逆功能基因,引起脯氨酸及蔗糖含量提高,从而增强植株对多种逆境(旱、冻及盐)的抵抗性。

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。