抗逆相關(guān)DREB轉(zhuǎn)錄因子的研究進(jìn)展

抗逆相關(guān)DREB轉(zhuǎn)錄因子的研究進(jìn)展答辯人：邱雪指導(dǎo)教師：謝潔目錄Contents研究背景01結(jié)構(gòu)及功能02表達(dá)調(diào)控03在抗逆基因工程中的應(yīng)用04結(jié)語(yǔ)與展望0501研究背景干旱，高鹽和低溫影響全球植物的生長(zhǎng)，生產(chǎn)和地理分布，植物發(fā)生一系列變化以適應(yīng)環(huán)境。轉(zhuǎn)錄因子能與逆境脅迫基因的順式作用元件結(jié)合進(jìn)而增強(qiáng)植物對(duì)非生物脅迫的耐性。DREB轉(zhuǎn)錄因子屬于AP2/EREBP家族，是近年來(lái)植物抗逆研究中的熱點(diǎn)。DRE順式作用元件簡(jiǎn)述DREB轉(zhuǎn)錄因子的生物學(xué)功能DREB轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)構(gòu)

轉(zhuǎn)錄因子的特點(diǎn)及分類ACBDDREB轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)構(gòu)和功能02轉(zhuǎn)錄因子具有功能區(qū)域，并借此與目標(biāo)基因作用從而激活或抑制基因表達(dá)。根據(jù)其DNA結(jié)合區(qū)的特點(diǎn)可分為WYB類、bZIP類、WRKY類、NAC類、AP2/EREBP類轉(zhuǎn)錄因子。AP2/EREBP類轉(zhuǎn)錄因子根據(jù)AP2/EREBP結(jié)構(gòu)域數(shù)目可分為AP2亞族和EREBP亞族，其中EREBP亞族分為DREB，ERF和其他蛋白三類。轉(zhuǎn)錄因子的特點(diǎn)及分類ADREB轉(zhuǎn)錄因子中，只有A-1和A-2亞組的AP2/EREBP結(jié)構(gòu)域中具有DSAW和LWSY保守序列。自身沒(méi)有核定位信號(hào)（NLS）的DREB轉(zhuǎn)錄因子進(jìn)入細(xì)胞核行使其功能前需要與帶有NLS的轉(zhuǎn)錄因子相互作用。DREB轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)構(gòu)BDREB轉(zhuǎn)錄因子的AP2/EREBP結(jié)構(gòu)域中，N-端具有YRG元件，C-端具有RAYD元件。在研究轉(zhuǎn)基因煙草和擬南芥的rd29A啟動(dòng)子時(shí)被發(fā)現(xiàn)。rd29A啟動(dòng)子區(qū)域的ABRE元件敲除后仍具有對(duì)干旱脅迫的耐性，隨后便通過(guò)凝膠滯留實(shí)驗(yàn)確定了DRE順式作用元件。DRE順式作用元件普遍存在于干旱、高鹽、低溫脅迫應(yīng)答基因中，參與不依賴ABA的非生物脅迫應(yīng)答途徑。DRE順式作用元件簡(jiǎn)述CDREB轉(zhuǎn)錄因子能夠受干旱，高鹽和低溫脅迫的誘導(dǎo)，特異性地與目的基因啟動(dòng)子區(qū)域的DRE順式作用元件（或其核心序列CCGAC）結(jié)合，激活調(diào)控啟動(dòng)子下游與抗逆相關(guān)的基因表達(dá)，因此能夠提高植物對(duì)非生物脅迫的耐性。DREB轉(zhuǎn)錄因子的生物學(xué)功能DDREB轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá)分析ADREB轉(zhuǎn)錄因子的調(diào)控BDREB轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá)調(diào)控03黑麥草LpCBF3，桉樹(shù)CBFsDREB1CTINYBjDREB1BCrCBFPtCBFbMbDREB1其它研究成果DREB轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá)分析狼尾草PgDREB2AA黑麥草LpCBF3

利用反轉(zhuǎn)錄PCR和cDNA末端快速擴(kuò)增技術(shù)，在黑麥草中獲得LpCBF3并發(fā)現(xiàn)LpCBF3與水稻中的OsDREB1A/CBF3基因同源，都受到低溫的誘導(dǎo)而不受干旱，高鹽和外源脫落酸的誘導(dǎo)。DREB轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá)分析

研究者在桉樹(shù)中獲得EguCBFs，通過(guò)反轉(zhuǎn)錄PCR對(duì)EguCBFs進(jìn)行表達(dá)分析發(fā)現(xiàn)它們都不特定針對(duì)某種脅迫并且都最先受到低溫脅迫的誘導(dǎo)，除了EguCBF1C是優(yōu)先受高鹽的誘導(dǎo)。桉樹(shù)CBFsA狼尾草PgDREB2A

狼尾草PgDREB2A不僅能在一小時(shí)的干旱處理中發(fā)生脅迫響應(yīng)，還能被低溫和高鹽誘導(dǎo)。這就證實(shí)了不同的脅迫信號(hào)通路之間存在相互作用。DREB轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá)分析A成熟器官中MbDREB1的表達(dá)水平更高。毛狀根和愈傷組織中的CrCBF比其葉片和根中的CrCBF的表達(dá)水平高。低溫脅迫下，葉片和莖中的PtCBFb水平略微上調(diào)，根部則明顯提高，而子葉中的沒(méi)有明顯的變化。DREB轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá)分析一些DREB轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá)具有組織特異性ADREB1C將光敏因子PIF7與DREB1C結(jié)合,發(fā)現(xiàn)生物鐘對(duì)DREB1C的表達(dá)具有調(diào)控作用。TINYA-4亞組的TINY轉(zhuǎn)錄因子受植物激素乙烯的誘導(dǎo)。BjDREB1B油菜中分離出的BjDREB1B可以被干旱、高鹽、低溫、水楊酸、重金屬、脫落酸等誘導(dǎo)。DREB轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá)分析許多非生物因素在影響著DREB轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá)。A其它研究成果A-3亞組A-4亞組A-5亞組A-6亞組從擬南芥中獲取的ABI4受到外源脫落酸的誘導(dǎo)。玉米中A-4亞組的ZmDBF2只響應(yīng)低溫脅迫。馬鈴薯中StDREB2能被干旱，高鹽和外源脫落酸誘導(dǎo)。棉花中的GhDBP2受低溫，干旱，高鹽和外源脫落酸的誘導(dǎo)。DREB轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá)分析A03BDREB轉(zhuǎn)錄因子的調(diào)控在抗逆基因工程中的應(yīng)用A轉(zhuǎn)基因抗逆植株的獲得辦法04B已獲得的轉(zhuǎn)基因抗逆植株進(jìn)行轉(zhuǎn)基因植株的生理鑒定。獲得辦法獲取目的基因（圖位克隆、構(gòu)建cDNA文庫(kù)等）

將表達(dá)載體導(dǎo)入受體植株（基因槍法、花粉管通道法等）；

是否導(dǎo)入成功（Blotting印跡、Southern雜交等）；

構(gòu)建逆境誘導(dǎo)表達(dá)載體；

轉(zhuǎn)DREB1A基因擬南芥（1999）；轉(zhuǎn)DREB2基因西紅柿（2002）；轉(zhuǎn)CBF3/DREB1A基因小麥（2004）；轉(zhuǎn)GmDREB2基因擬南芥（2007）；轉(zhuǎn)DREB1B基因草莓（2007）；轉(zhuǎn)CBF4基因玉米（2009）；轉(zhuǎn)PeDREB2煙草（2010）……已獲得的轉(zhuǎn)基因抗逆植株展望05現(xiàn)階段研究中存在種種問(wèn)題，如：轉(zhuǎn)錄因子間存在交叉互作，部分轉(zhuǎn)錄因子有組織特異性等原因致使表達(dá)調(diào)控網(wǎng)絡(luò)尚不清晰。獲得的轉(zhuǎn)基因植株中有一些發(fā)生了生長(zhǎng)遲緩或矮化的現(xiàn)象。目前對(duì)DREB轉(zhuǎn)錄因子的研究仍有大部分來(lái)自模式植物擬南芥。外形高大、壽命長(zhǎng)、分子機(jī)制更復(fù)雜等原因?qū)е聦?duì)木本植物的實(shí)驗(yàn)研究