乙烯响应因子(ERFs)在植物花青素合成中的调控作用

花青素是一种天然色素,可以作为清除自由基的重要天然抗氧化剂,其富含的多种化合物在医疗保健方面十分重要。花青素影响果蔬成熟、口感、色泽,对植物的非生物和生物胁迫产生保护作用,因此优化花青素含量被视为许多园艺作物的育种目标。本研究阐述了乙烯响应因子(ERFs)作为乙烯信号传递的次级转录因子响应植物激素信号并能产生反馈调节,以多种方式介导了乙烯调控植物花青素生物合成的过程。在作用方式上,ERFs主要通过与转录因子互作、激活转录因子、与MBW形成调控复合物或直接激活结构基因启动子的方式调控植物花青素的生物合成。本研究旨在为后续深入阐明ERF调控不同物种花青素生物合成的机制、探究果蔬成熟后期花青素快速积累与乙烯释放量增加之间存在的联系提供理论依据。

甜瓜乙烯应答因子基因在果实发育成熟过程中的表达特性

根据已报道的甜瓜CMe-ERF1和CMe-ERF2基因cDNA序列设计合成特异性引物,应用RT-PCR技术从甜瓜品种‘河套蜜瓜’成熟果实中克隆得到CMe-ERF1和CMe-ERF2基因cDNA全长编码区序列,分别为498bp和822bp.序列比对分析表明,得到的cDNA序列与已报道的Andes甜瓜相应基因的cDNA序列完全一致.果实不同发育时期实时定量PCR检测结果表明,CMe-ERF1、CMe-ERF2基因表达与甜瓜果实成熟及乙烯生成量显著相关,表明该基因可能对果实成熟起重要作用.

ERFs转录因子及其在植物胁迫应答中的作用

ERFs(ethylene-responsive factors)是植物特有的一类转录因子,位于乙烯信号转导途径的下游,具有一个高度保守的含58或59个氨基酸的DNA结合域,通过结合相关基因的启动子顺式作用元件调控植物生物和非生物胁迫反应。综述ERF转录因子的结构特征和分类及其在植物抗逆作用中的研究进展。

苜蓿乙烯应答因子基因的表达特性和生物信息学分析

乙烯应答因子(ethylene response factor,ERF)是植物特有的一类转录因子,参与植物生长发育和胁迫应答等多个生理生化过程。本研究以拟南芥AP2结构域为探针搜索美国国立生物技术信息中心(NCBI)的苜蓿属蛋白质数据库,运用生物信息学软件分析苜蓿乙烯应答因子的系统进化、疏水轮廓、二级结构、信号肽以及亚细胞定位情况。运用半定量RT-PCR技术研究5个紫花苜蓿乙烯应答因子基因(MsERF1,MsERF2,MsERF6,MsERF7,MsERF9)表达的组织差异性以及多种处理条件下的表达特性。结果表明,5个乙烯应答因子基因在叶中的表达量都明显高于其他组织,不同基因有不同的组织表达特性;NaCl和PEG6000对MsERF2的表达没有影响,但Al2(SO4)3能诱导其表达,其余基因的表达都受这3种处理的诱导;脱落酸对MsERF2的表达没有影响,能够诱导其他基因的表达;生长素只能诱导MsERF6的表达,对其他基因的表达没有影响;赤霉素、茉莉酸甲酯和乙烯利对5个基因的表达都起促进作用。本研究为进一步研究苜蓿乙烯应答因子的结构和功能奠定了基础,同时为研究不同信号传导途径之间的相互作用提供了依据。

3个紫花苜蓿乙烯应答因子基因的克隆与分析

【目的】克隆3个紫花苜蓿乙烯应答因子基因,分析其在不同条件下的表达特性;构建植物表达载体并转化烟草,对转基因烟草的耐盐性进行初步鉴定。【方法】根据已获得的cDNA序列设计引物,扩增MsERF5、MsERF8和MsERF11的DNA序列,并分析基因结构;利用半定量RT-PCR技术分析其组织表达特异性和胁迫条件下的表达特性;通过农杆菌介导的方法转化烟草,鉴定盐胁迫条件下转基因烟草的表型和生理生化特性,初步验证其功能。【结果】MsERF5、MsERF8和MsERF11都不包含内含子。MsERF5在根、叶和花蕾中的表达量高于茎和花;MsERF8在根和叶中的表达量高于茎、花蕾和花;MsERF11在叶中的表达量最高;3个基因都能被多种非生物胁迫(盐、干旱、铝)和激素(脱落酸、赤霉素、乙烯利、水杨酸和茉莉酸甲酯)诱导,但表达模式不同。在盐浓度为200 mmol.L-1的筛选培养基上只有导入目的基因的愈伤组织能产生不定芽,250 mmol.L-1NaCl处理再生植株10 d,转基因植株和野生型植株叶片的电导率和可溶性糖含量均呈现上升趋势,但野生型植株叶片的电导率显著高于转基因植株,可溶性糖含量则显著低于转基因植株(P<0.05);转基因植株和野生型植株叶片的叶绿素含量均呈现下降趋势,野生型植株叶片叶绿素含量显著低于转基因植株(P<0.05);盐胁迫条件下,转化不同基因的再生植株的电导率、叶绿素和可溶性糖含量没有显著差异(P>0.05)。【结论】3个紫花苜蓿乙烯应答因子基因都不包含内含子,其表达具有组织特异性,都能被多种非生物胁迫和激素诱导,能够使烟草愈伤组织在含盐培养基上形成不定芽并最终产生转基因植株,且转基因植株的耐盐性高于野生型植株。

水稻AP2/ERF转录因子参与逆境胁迫应答的分子机制研究进展

AP2/ERF(APETALA2/ethylene responsive factor)是植物特有的转录因子家族,广泛参与生长发育和胁迫应答等多种生物学进程。水稻是我国重要的粮食作物,但在其生长过程中受到多种逆境的影响。目前研究发现AP2/ERF转录因子在水稻逆境应答中扮演十分重要的角色。本文结合国内外研究进展,综述了水稻AP2/ERF转录因子的分类和结构,并梳理了不同亚家族的AP2/ERF转录因子响应病害、干旱、高盐和低温胁迫的功能和机制研究进展,为深入阐释水稻AP2/ERF转录因子调控逆境应答的分子网络及品种改良提供参考。

苹果乙烯响应因子MdERF72对非生物胁迫的响应

【目的】乙烯响应因子(ethylene response factor,ERF)是植物特有的一类转录因子,参与植物根系形成、下胚轴伸长、果实成熟、器官衰老等生长发育过程,在调节植物生物和非生物胁迫反应及果实品质过程中发挥着至关重要的作用。克隆苹果乙烯响应因子MdERF72,通过表达分析和转基因功能分析,研究其在抵御非生物胁迫过程中的功能,为探索MdERF72在植物生长发育过程中的功能提供理论依据。【方法】以‘王林’苹果(Malus×domestica Borkh.)愈伤组织为试材,利用RT-PCR技术克隆MdERF72,利用生物信息学方法分析其编码氨基酸序列组成、蛋白质理化性质、亲缘关系、空间结构等,并利用MEGA5.0构建系统进化树,与拟南芥ERF-B2亚家族进行蛋白序列同源性分析;利用实时荧光定量PCR技术探明其在苹果组织中的表达和果实发育时期的时空表达特征;同时利用实时荧光定量PCR技术检测‘嘎拉’苹果组培苗中MdERF72对ACC、NaCl以及低温的响应;构建基因的过表达载体,通过农杆菌介导的遗传转化获得稳定遗传的过表达苹果愈伤组织;检测NaCl以及低温处理后,野生型和转基因苹果愈伤组织的鲜重、丙二醛含量、电导率、过氧化氢含量以及超氧阴离子含量的差异。【结果】MdERF72位于苹果第13号染色体上,该基因存在1个ERF家族特有的AP2/ERF结构域。进化树分析结果显示,MdERF72与拟南芥AtERF72序列同源性较高,都属于ERFs家族的B2亚家族。氨基酸理化性质分析表明,MdERF72编码253个氨基酸,预测其蛋白质分子量为27.61 kD,等电点(pI)为5.10。另外,亲疏水预测结果显示MdERF72疏水部分大于亲水部分,表明其属于疏水性蛋白。磷酸化位点分析显示,MdERF72只有苏氨酸磷酸化位点,表明该蛋白可能受到磷酸化作用的调控。MdERF72启动子序列中含有与茉莉酸(JA)、生长素及干旱信号相关的顺式作用元件。MdERF72是乙烯正调控转录因子,在苹果的各组织中均有表达,在果实和茎中表达量相对较高;并且在果实中随着果实的成熟,表达量逐渐升高。苹果组培苗中MdERF72的表达明显受到高盐和低温的诱导。过量表达MdERF72的苹果愈伤组织在高盐和低温胁迫处理下,生长势明显比野生型对照强,电导率,丙二醛、过氧化氢、超氧阴离子的含量都低于野生型,表明MdERF72提高了对盐和低温胁迫的抗性。【结论】MdERF72在响应高盐、低温胁迫过程中发挥着重要的正调控作用,过表达MdERF72可以提高苹果愈伤组织对高盐和低温胁迫的抗性。

植物乙烯响应因子(ERF)的结构、功能及表达调控研究进展

乙烯响应因子(ERF)是植物中AP2/ERF转录因子超家族中的一部分,其结构特征为含有1个AP2结构域,在AP2域外还含有功能各异的基序。ERF在胁迫下通常正向调控植物的抗性,但也会因为一些原因负调控植物的抗性。ERF通过调节果实的色素变化及软化等调控果实成熟过程,通过调控衰老和脱落进程以控制花叶的寿命。ERF受信号分子调控启动转录,之后受其他机制调控完成表达。ERF可以通过调控信号分子对下游基因进行大范围的调控。多种ERF与蛋白质之间互作的机制丰富了ERF调控下游基因的方式。本研究综述了ERF的结构特征、生物学功能及表达调控机制。

ERF转录因子在植物抗逆境胁迫的研究进展

ERF(Ethylene responsive factors)转录因子广泛存在于各类植物中,通过识别和结合不同的顺式元件参与植物逆境胁迫的应答。主要介绍ERF转录因子结构特征及其功能特性,在植物应答生物和非生物的胁迫中可能的调控机制,并讨论了今后的研究重点。

植物ERFs类转录因子在逆境胁迫中的作用

Ethylene responsive factors(ERFs)是植物中特有的一类重要的转录因子。ERFs转录因子含有一段高度保守的DNA结合区域,被称之为ERF区域。ERFs类转录因子可以直接与GCC-box等启动子结合,从而转录激活功能基因的表达,调节植株的抗性应答。它们参与植物的生长发育、代谢、生物胁迫和非生物胁迫相关的应答过程,并且在水杨酸和脱落酸和茉莉酸信号转导途径中发挥一定的作用,调控植物多个信号转导途径。现针对ERFs类转录因子在植物逆境胁迫中的研究进展进行讨论。

ERF转录因子及其在烟草抗逆性改良中的应用

转录因子调控的基因表达是植物逆境应答反应的关键环节。乙烯反应因子(ERF:ethylene responsive factor)在植物抗逆反应中发挥重要的调控作用,并成为近年来植物分子生物学领域的研究前沿。本文综述目前ERF及其对烟草抗逆遗传改良的相关研究进展。

杂交杨转录因子Pdt-ERF3抗锈病基因表达

落叶松-杨栅锈菌(Melampsora larici-populina)严重危害多种杨树。为探究转录调控因子ERF3在杂交杨抗锈菌反应中的分子机理,克隆到弱感病性树种杂交杨(Populus deltoides×P.trichocarpa)和感病树种欧美杨(Populus×euramericana)ERF3基因:Pdt-ERF3和Pnd-ERF3。采用荧光定量Q-PCR技术对接种E4强致病性落叶松-杨栅锈菌前后PdtERF3和Pnd-ERF3基因表达量变化进行分析。落叶松-杨栅锈菌接种后,Pdt-ERF3表达量在12 hpi达到高峰期,PndERF3表达量在24 hpi显著上调,在96 hpi达到高峰期。Pnd-ERF3比Pdt-ERF3表达量高峰期推迟84 h。除168 hpi时Pnd-ERF3与Pdt-ERF3表达均有下降外,2个基因表达量在锈菌侵染的多个阶段均存在差异。根据拟南芥(Arabidopsis thaliana)同源基因预测Pdt-ERF3受丝裂原活化蛋白激酶MAPK6调控。本研究为进一步系统研究杨树ERF基因与抗性反应的调控机理及杨树抗病育种工作提供理论依据。

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2.199×104,理论等电点为7.06;通过氨基酸序列比对发现,该序列与其他物种ERF类蛋白质氨基酸序列有很高的相似性;聚类分析结果表明,GmERF7与苜蓿和蓖麻遗传距离最近,与拟南芥和葡萄遗传距离相对较远;半定量RT-PCR分析结果表明该基因主要在大豆叶和豆荚中表达,而且在外源20%PEG处理不同时间后,该基因的表达在根部组织和叶片组织都受到不同程度的诱导,暗示该基因可能对提高植物耐旱性具有一定作用;利用洋葱表皮细胞的亚细胞定位分析结果表明,该蛋白质位于细胞核内,当去除N端信号肽之后,该蛋白质分布于细胞膜部位,这表明该蛋白质在植物体内通过充当转录因子的作用来调节下游基因的表达;适时定量-PCR(Real-time PCR)分析结果证实,该基因在外源ABA处理后呈现先下调后上调又下降的趋势,表明该基因受ABA的诱导,可能参与了ABA依赖的植物抗逆信号转导途径。

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。

干旱胁迫下甘蔗幼苗cDNA文库构建与乙烯反应转录因子cDNA筛选研究

以甘蔗幼苗叶片为材料,建立了干旱胁迫下的甘蔗幼苗cDNA文库。文库质量鉴定结果表明,文库的滴度为1.4×106PFU/mL,重组率约为96.2%,扩增后的滴度为1.6×109PFU/mL,容量约为2.8×109PFU,插入片段大小在0.5-2.0 kb之间。利用基于PCR技术的96孔文库筛选方法,从文库中筛选到1个响应干旱胁迫的目标基因的全长cDNA,经生物信息学分析,推测候选基因为乙烯反应转录因子(ethylene response factor,ERF)基因。

不结球白菜乙烯响应因子基因的克隆与表达分析

采用cDNA-AFLP技术,以不结球白菜雄蕊突变系‘苏白2号’及其保持系花蕾为实验材料,分离出1条编码乙烯响应转录因子的基因,命名为NhccERF1。结果显示:(1)序列分析表明,NhccERF1基因长807bp,编码268个氨基酸。(2)RT-PCR分析发现,花期NhccERF1基因在花瓣、雄蕊及花柱中表达量均显著高于保持系。(3)实时定量荧光PCR(qPCR)发现,蕾期喷施乙烯(ET)能促进NhccERF1基因的表达,外施AgNO3抑制该基因表达。研究推测NhccERF1基因可能在雄蕊变异中发挥重要作用。

ERF转录因子对生物胁迫的反应及对棉花抗性改良的意义

大量研究表明植物中ERF(ethylene responsive factor)类转录因子广泛参与外界环境胁迫应答基因表达的调控。它编码的蛋白能够特异结合GCC-box元件,从而调控启动子含有GCC-box的病程相关蛋白基因的表达,在植物抗病反应中发挥重要的调控作用。棉花中ERF基因表达受生物和非生物胁迫诱导,并在乙烯、茉莉酸和水杨酸信号传导途径中发挥一定的作用。一些ERF基因在转基因植物中的超表达表现出了一定的广谱抗性,因而在棉花分子育种中具有较为广阔的应用前景。本文主要论述了棉花等植物中ERF的结构与功能特征,当前相关研究进展,及其对棉花抗病性分子遗传改良的意义。

苹果中乙烯响应转录因子基因的克隆及序列分析

乙烯响应因子(AP2/ERF)转录因子家族是植物中广泛存在的一类转录因子,它们对植物的生长发育、次生代谢过程和植物的抗胁迫能力具有重要的调控作用。通过对苹果中响应乙烯的转录因子(ERF)家族进行分析,选择具有代表性的转录因子基因进行设计引物。以苹果果皮为试验材料,从中分离出响应乙烯的转录因子1、2、3、5的基因,并对其进行序列比对分析,发现这4个基因序列差别较大,但具有很保守的共同序列,初步确定其功能上有一定的相关性。

苹果乙烯响应因子家族基因表达载体的构建

乙烯响应因子(AP2/ERF)转录因子家族是一类广泛存在于植物中的转录因子,对果实成熟及某些萜类物质的合成具有一定的调节作用。本研究以已经获得乙烯响应转录因子1,3的基因为基础,构建这2个基因的植物表达载体,为后期利用农杆菌介导法转化富士苹果的愈伤组织或叶片,利用荧光定量PCR技术对4个转录因子基因和α-法尼烯基因的表达量进行分析提供试验材料。

乙烯信号转导新调控因子MHZ3的作用机制

乙烯在植物生长发育过程中以及环境应答反应中起着重要的调控作用.研究人员通过解析水稻乙烯不敏感突变体MHZ3,鉴定膜蛋白MHZ3及通过影响EIN2的N端跨膜区促进乙烯信号转导的作用机制.MHZ3编码一个内质网膜蛋白,其表达在转录和蛋白水平均受到乙烯诱导.