DREB转录因子及其在植物抗逆育种中的应用进展.pdf

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1、江苏农业科学2014年第42卷第8期一l7一牛伟博．DREB转录因子及其在植物抗逆育种中的应用进展[J]．江苏农业科学，2014，42(8)：17—20DREB转录因子及其在植物抗逆育种中的应用进展牛伟博(北京林业大学生物科学与技术学院，北京100083)摘要：DREB(干旱应答元件结合蛋白)转录因子是AP2／EREBP的一个亚族。由于其过量表达能够提高植物抗旱、耐盐、耐低温、抗冻甚至抵抗重金属等逆境胁迫的能力，因此DREB转录因子基因被作为应用基因工程途径进行植物抗逆性状改良的理想候选基因。本文主要综述了DREB转录因子的结构、功能以及近年来国内

2、外新的DREB转录因子基因的发现及其在培育抗逆性转基因植物中的应用，以期为植物抗逆分子育种改良提供参考。关键词：DREB；转录因子；逆境胁迫；转基因植物中图分类号：Q943．2文献标志码：A文章编号：1002—1302(2014)08—0017—04干旱、低温、高盐等非生物逆境胁迫是农业、林业、草业生hydrationresponsiveelementbindingprotein，干旱应答元件结产中严重的自然灾害，世界每年因此造成巨大损失。这些非合蛋白)转录因子是AP2／EREBP的一个亚族，主要功能是调生物逆境胁迫能够引起植物一系列的相关响应，比

3、如响应不节植物对逆境胁迫等的应答反应。同胁迫导致一些转录因子的表达，进而调节相关下游基因的DREB转录因子作为干旱、低温、高盐胁迫应答的主要成大量表达，通过操纵转录因子的表达去提高植物应对逆境胁分，可与下游基因启动子中的CRT／DRE(C—repeat／dehydra．迫的能力⋯。因此，为了解决粮食危机，改善生态环境，植物tionresponsivedement)顺式作用元件相结合，调节一系列依基因工程被广泛应用到农作物以及森林树木，实现了农作物赖该顺式作用元件的抗逆功能基因的表达，进而引起脯氨酸、和林木的优质高产，改良其经济性状，加速优良新品种的

4、可溶性糖、叶绿素等含量的提高，从而增强植物对于干旱、低培育一。温以及高盐等逆境的抗性。本文主要综述DREB转录因转录因子(transcriptionfactor，rI’F)，又称反式作用因子，子的结构、功能，以及近几年来国内外对DREB转录因子的研是一群能与真核基因启动子区域中的顺式作用元件发生特异究进展，并对DREB转录因子在农业、林业、草业培育抗逆转性结合，从而保证目的基因以特定的强度在特定的时间与空基因植物中的应用进行概括。间表达的DNA结合蛋白质。当植物受到逆境胁迫时，细胞膜上具有各种不同信号的受体分子(其中包括感受水分、温度、1DREB转

5、录因子盐度的受体分子)，这些受体分子感知逆境信号后，使逆境信1．1DREB转录因子的结构号沿着“膜蛋白受体一IP3(1，4，5一肌醇三磷酸)、ca2等第自1997年Stockinger首次从拟南芥cDNA文库中分离二信使分子一蛋白激酶一转录因子一抗逆基因”途径在植物到编码DREB蛋白的CBF1基因以来，已经从各种草本植物细胞内逐级传递。与逆境相关、编码产物参与信号传递途中克隆出大量的DREB类基因，近年来，又在木本植物相继克径和基因表达调控过程的转录因子主要包括五个家族：MYB隆出DREB类基因。目前从NCBI(NationalCemerforBi

6、otech．(v—mybavianmyeloblastosisviraloneogenehomolog)、bZIPnologyInformation)上可以检索到的DREB基因的mRNA共有(basicleucinezipper)、WRKY(因含有高度保守的核心氨基酸368条。从蛋白质结构分析，DREB转录因子一般由4个独立序列WaXYGQK而命名)、AV2／EREBP(APETM．,A2／ethylene—功能区域组成，包括：(1)DNA结合域(DNAbindingdomain)；responsivedementbindingproteins)和

7、NAC(因其N端为保守(2)转录调节区(transcriptionregulationdomain)；(3)核定位的大约150个氨基酸NAC结构域命名)。其中，DREB(de一信号区(nuclearlocalizationsignal，NLS)；(4)寡聚化位点收稿日期：2013～10—31(oligomerizationdomain)。作者简介：牛伟博(1988一)，男，陕西宝鸡人，硕士研究生，主要从事DREB转录因子家族中的AP2结构域高度保守，而N端植物生物技术研究。E—mail：niuweibolO06@163．com。和C端的相似性比较低

8、。AP2结构域由60个氨基酸组成，有[3]邱泽森，李旭．澳大利亚的小麦(上)[J]．世界农业，2001(I)：[7]韩一军