大豆转录因子GmERF5的克隆、表达及功能分析-论文.pdf

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1、植物学报ChineseBulletinofBotany2013，48(5)：498-506，WWW．chinbulIbofancomdoi：10．3724／SP．J．1259．2013．00498·研究报告·大豆转录因子GmERF5的克隆、表达及功能分析翟莹r，杨晓杰’，孙天国1赵艳’，余春粉2，王秀文’’齐齐哈尔大学生命科学与农林学院。遗传重点实验室，齐齐哈尔161006；长春市农业学校，长春130504摘要ERF转录因子是植物中特有的转录因子家族之一，在植物响应生物和非生物胁迫过程中发挥重要的调控作用。通过对大~(Glyci

2、nemax)吉林32未成熟胚的表达谱分析，利用RT．PCR技术从大豆中克隆了1个新的ERF转录因子GmERF5。GmERF5具有237个氨基酸残基，分子量为26．09kDa，等电点为6．85，其开放阅读框长714bp。该转录因子蛋白与Gh-ERF2蛋白的同源性最高，它们同属ERF亚家族的第1V亚类。实时荧光定量PCR分析表明，该蛋白基因在大豆的根中表达量最高，且受干旱、高盐、低温及乙烯、脱落酸和茉莉酸甲酯的诱导上调表达。亚细胞定位实验结果表明，GmERF5蛋白定位于细胞核中。转录激活能力分析结果显示，GmE尺F5可以激活报告基因

3、的表达，为转录激活子。综合以上结果，认为GmERF5可能作为转录调控因子参与大豆生物和非生物胁迫的应答。关键词ERF转录因子，表达分析，大豆，亚细胞定位翟莹，杨晓杰，孙天国，赵艳，余春粉，王秀文(2013)．大豆转录因子GmERF5的克隆、表达及功能分析．植物学报48，498-506．植物在生长发育过程中不可避免地会遭受各种Parketa1．，2001)，从而使ERF调控下游基因的转录生物和非生物胁迫的危害。植物体感受到外界环境刺或参与植物的抗逆信号转导。激信号后，会激活体内的胁迫响应信号转导途径而诱目前，已从拟南芥(Arabi

4、dopsisthaliana)、烟草、导一系列基因的表达，从而合成不同的蛋白质(如酶番茄(Lycopersiconesculentum)、水稻(Oryzasa—类、转录因子和分子伴侣等)，来抵御各种逆境胁迫(Litiva)、小麦(Triticumaestivum)~D棉花(Gossypiumeta1．，201O)。其中，转录因子由于可以调节多个基因hirsutum)等不同植物中克隆到大量的ERF转录因子的表达而在植物的胁迫响应中发挥重要作用，逐渐成(Ohtaeta1．，2000；Gueta1．，2002；Nakanoeta1．，

5、为人们的研究热点(Singheta1．，2002)。2006；Xueta1．，2007；Zuoeta1．，2007)，但在大豆乙烯响应因子(ethylene-responsivefactor，ERF)(Glycinemax)~其研究相对较少。截至目前仅报道过分属于植物中特有的AP2／ERF转录因子超家族的5个ERF转录因子的功能。2002年，大豆中的第1个ERF亚家族，最初从烟草(Nicotianatabacum)~分离ERF转录因子GmEREBP1被克隆，将其在大豆中超得~ij(Ohme—TakagiandShinshi，19

6、95)。它们广泛参表达可以激活PR1、PR2~HPR3的表达并可提高转基与植物的细胞发育、激素应答、抗病和抗生物与非生因大豆和拟南芥对孢囊线虫的抗性(Mazareieta1．，物胁迫等反应(GuttersonandReuber，2004)。ERF2002，2007)。随后，Zhang等又从大豆中分离并鉴定蛋白共同含有1个保守的由58—59个氨基酸残基组成了另外2个ERF转录因子。其中，GmERF3为转录激活的ERF结合域。此结合域由3个B折叠和1个a螺旋组子，其过量表达可提高转基因烟草对青枯病、赤星病成。可以特异地结合GCC—b

7、ox和DRE／CRT等逆境相和烟草花叶病毒的抗性，还可提高其抗盐性和抗旱性关元件，而这些元件通常位于植物的病程相关蛋白基(Zhangeta1．，2009)；而GmERF4为转录抑制子，其因和干旱、高盐、冷诱导等相关基因的启动子中过量表达可提高转基因烟草对高盐和干旱的抗性，但(Ohme—TakagiandShinshi，1995；Haoeta1．，1998；并未表现出对细菌病害的抗性(Zhangeta1．，2010)。收稿日期：2013-01-18：接受日期：2013-05-23基金项目：齐齐哈尔大学青年教师科研启动支持计划(No

8、．2012k-M20)通讯作者。E—mail：fairy39809079@126．com翟莹等：大豆转录因子Gm￡-尺F5的克隆、表达及功能分析499我们在前期工作中也分离并鉴定了2个ERF转录因PCR产物经切胶回收后连接至pMD一18T载体上，送子，它们分别提