Isolation of cDNAs Enconding Two Distinct Transcription Factors Binding to DRE cis-acting Element Involved in Cold- and drought-induced Expression of Arabidopsis rd29A Gene

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＳｅｖｅｒｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｃｈａｎｇｅｓ ,ｓｕｃｈａｓｌｏｗ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ,ｄｒｏｕｇｈｔａｎｄｈｉｇｈ ｓａｌｔ ,ａｆｆｅｃｔｔｈｅｇｒｏｗｔｈａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆ ｐｌａｎｔｓａｎｄｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙｏｆｃｒｏｐｓ .Ｐｌａｎｔｃｅｌｌｃａｎｎｏｔｏｂｔａｉｎｗａｔｅｒｗｈｅｎｓｕｂｊｅｃｔｅｄｔｏｄｒｏｕｇｈｔｏｒｈｉｇｈ ｓａｌｔｃｏｎｄｉｔｉｏｎ .Ｌｏｗ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｌｓｏｒｅｄｕｃｅｓｗａｔｅｒｓｔａｔｅｏｆ …     

DREB--一类应答植物非生物逆境胁迫的转录因子

文中对DREB类转录因子的结构特征、功能，靶元件的作用模式，基因的调控表达及最新研究进展进行了综述。     

植物中的DREB类转录因子

DREB转录因子属于AP2/EREBP转录因子家族.AP2/EREBP转录因子是特异存在于植物中,与植物发育密切相关的一类转录因子的总称.该家族有五个亚家族,其家族成员的蛋白质序列均含有保守的AP2 domain.其中,DREB转录因子特异地与DRE顺式作用元件相结合,在调节低温,干旱和高盐等胁迫反应时具有重要作用.一个DREB转录因子可以调控下游的多个抗逆基因,从而使植物产生抗逆性.植物抗逆反应是一个非常复杂的过程,目前人们对其信号转导正在进行进一步的探究.     

小盐芥(Thellungiella salsuginea)CBF1基因的克隆

CBFs （ CRT/DRE-binding factor ）是结合DNA顺式元件CCGAC的转录因子．拟南芥中CBFs由一个小的基因家族编码,包括3个成员：CBF1、CBF2和CBF3,它们在植物抗逆性调控中起重要作用．为了获得高度耐盐耐旱的转基因植物,我们以盐生植物小盐芥为材料,依据拟南芥中CBF1的序列信息设计引物,扩增出小盐芥中CBF1的部分序列,然后使用SMART^TM RACE等方法,从小盐芥中克隆到全长的CBF1 cDNA序列,进而重组到植物表达载体中,为植物抗逆基因工程提供了有用基因．     

一种带有表型标记基因的诱导型抗旱植物表达载体的构建

为了克服组成型表达转录因子基因影响转基因植物性状的缺点,并构建一种具有级联放大作用并带有表型标记的诱导型植物双价表达载体。研究采用PCR方法从拟南芥克隆获得冷诱导转录因子CBF3基因,蜡质合成相关WIN1基因,干旱诱导RD29A基因启动子和冷诱导的LEA14基因启动子,并用CBF3转录因子所调控的下游RD29A基因启动子和LEA14基因启动子分别驱动CBF3基因和W1N1基因表达,构建了双价植物表达载体RD29AP-CBF3／LEA14P—WIN1／pcAMBIA2201。我们预测在转基因植物中,该表达系统可在干旱等逆境信号存在条件下,通过级联放大的方式诱导表达,在增加植物抗逆性的同时,增加叶片表层蜡质的积累,从而易于表型识别。本研究为利用花粉管通道法转化棉花,提高抗逆转基因棉花田间筛选的效率奠定了基础。     

拟南芥NCED3基因在水稻中的过量表达可以提高水稻的干旱胁迫耐受性

9-顺-环氧类胡萝卜素双加氧酶(NCED)是高等植物脱落酸(ABA)生物合成途径中的关键酶,其催化的裂解反应直接生成ABA的前体物质.本文应用拟南芥rd29A诱导型启动子和35S组成型启动子成功地将AtNCED3基因在水稻中过量表达,通过耐旱性筛选实验证明转基因水稻对干旱胁迫的耐受性有了显著提高,并且该优良性状在T2代中得到稳定遗传.进一步的分析表明,过量表达AtNCED3可以促进转基因水稻种子的休眠;在含rd29A诱导型启动子的转基因水稻中检测到ABA下游基因OsBZ8的表达;推测 AtNCED3在水稻中的过量表达可能会提高水稻中内源 ABA的水平,从而提高植株的耐旱性.     

核桃JrEFM1转录因子响应逆境及激素的表达模式

MYB转录因子在调控植物生长发育和逆境响应方面发挥着重要的作用.通过克隆获得了核桃的1条R1-MYB类转录因子EFM基因(命名为JrEFM1),利用生物信息学和实时荧光定量RT-PCR(RT-qPCR)技术,分析在不同非生物及植物激素处理下JrEFM1的表达规律,探究了JrEFM1的基本生物学功能.结果显示,JrEFM1的编码区长为1 320 bp,编码蛋白含439个氨基酸,分子量为48.322 KDa,理论等电点为9.26.与葡萄、番薯等具有较近的进化关系.其启动子包含干旱胁迫(MBS)、热激响应(HSE)、水杨酸(SA)、玉米素(O2-site)和赤霉素响应(GARE-motif)等相关元件.对JrEFM1在干旱,冷害,热激,ABA,JA,SA处理下的表达情况进行分析,发现JrEFM1可被这些处理不同程度地诱导,同时根和叶表现出不同的转录水平.表明JrEFM1可响应逆境胁迫,并与激素信号通路相关;JrEFM1可作为核桃逆境响应机制研究及抗逆育种的优良候选基因.     

拟南芥耐干旱相关转录因子DREB1A基因的克隆及序列分析

设计引物利用PCR技术从拟南芥中克隆与植物耐旱相关序列DRE相结合的转录因子DREB1A的基因,得到扩增谱带后,进行TA克隆,经蓝白斑筛选获得pDREB重组质粒,经PCR验证和序列测定确认扩增所得片段为DREB1A基因,并对该基因序列进行了分析.     

木本植物响应干旱胁迫的研究现状

为深入了解木本植物响应干旱胁迫的分子机理，本文系统的从木本植物对干旱信号的感知、信号转导到转录调控、生理生化反应以及表型变化等方面总结了木本植物对干旱胁迫可能的响应过程.认为木本植物由于其固着根生的特点，不得不进化出相应的机制来应对不断变化的环境.当遭受干旱胁迫时，木本植物根系细胞膜上的感受器首先感知到土壤水分状态的变化，细胞内的蛋白质和激素调控系统触发相应的干旱适应反应.干旱信号通过细胞间的信号传导路径传递到植物体内的各个部位，主要的信号传导途径包括Ca²⁺信号、激素信号和转录因子调控等.一些关键基因和信号通路，如脱落酸(ABA)信号通路、DREB蛋白家族等也参与调控植物的干旱适应性.木本植物也会发生形态和解剖上的变化来减少水分蒸发和增强根系的吸水能力.本文可为抗旱型木本植物选育提供见解.     

唐古特白刺NtCBL1、NtCBL2基因克隆及表达分析

[目的]唐古特白刺(Nitraria tangutorum)是土壤荒漠化和盐碱化防治的先锋植物,对高盐和干旱有极强的适应能力,植物CBL基因作为钙离子感受器,在植物逆境应答及发育过程中具有重要功能.以盐生植物唐古特白刺为材料,开展唐古特白刺CBL基因克隆及表达分析,以深入了解唐古特白刺的抗逆分子机制.[方法]根据唐古特...     

敲除和过表达miRNA446以研究其靶基因APP1的表达模式

MicroRNA是一类小的非编码RNA,参与植物生长发育和胁迫应答等多种生理过程。在本课题组前期研究中,通过基因芯片数据发现了一系列在胁迫应答中表达量有变化的microRNA。其中以miRNA446的变化尤为显著。为进一步探求miRNA446在胁迫应答中的变化与功能,本实验通过在水稻中分别敲除和过表达miR446,检测干旱和冷胁迫下,miR446及其靶基因APP1的表达模式。结果表明,过表达株系中,miR446的表达量与野生型的持续升高不同,是先降后升的,而APP1基因由于受到高水平miR446的剪切作用而一直降低。敲除株系中,miR446的表达量被完全抑制,在整个胁迫过程中均保持接近于零的水平,而APP1在胁迫中也仅有微弱的先降后升趋势。