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Cloning and Expression Analysis of AmDREB2.1 in Ammopiptanthus mongolicus

蒙古沙冬青AmDREB2.1基因的克隆及表达分析



全 文 :·研究报告·
生物技术通报
BIOTECHNOLOGY BULLETIN 2015, 31(3):108-114
沙冬青属植物是亚洲中部地区唯一和特有的常
绿阔叶灌木,是第四季冰川孑遗植物[1],具有重要
的研究价值。沙冬青属为寡种属,仅有蒙古沙冬青
和新疆沙冬青 2 个种。蒙古沙冬青[Ammopiptanthus
mongolicus(Maxim)Cheng f.],也被称为沙冬青、冬
青、蒙古黄花木,主要分布于我国内蒙古、宁夏等地,
具有抗旱、抗寒、抗风蚀等特性,在我国西北部荒
漠地区的生态平衡和水土保持中发挥了重要作用,
同时也被认为是研究林木抗逆机制、发掘抗逆基因
资源的理想材料。近年来,关于沙冬青抗逆分子机
制和抗逆功能基因的研究受到越来越多的重视[2-6]。
干旱、低温等非生物逆境是影响植物生长发
育的重要因素。植物对逆境胁迫的响应是通过众多
基因的逐次表达实现的,这些基因可分为功能基因
和调节基因两大类。转录因子基因是一类重要的调
节基因,研究转录因子在植物胁迫应答中的作用
有助于推进对于植物逆境分子机制的认识。DREB
(dehydration responsive element binding)类转录因子
属 于 植 物 AP2/EREBP(ethylene-responsive element
binding protein)转录因子大家族中的一个亚族,可
收稿日期 :2014-08-20
基金项目 :国家自然科学基金项目(31370356),中央民族大学一流大学一流学科建设项目(YLDX01013),国家大学生创新训练项目(GC-
CX2013110015),中央民族大学研究生科研创新项目(K2014044)
作者简介 :李章磊,男,硕士,研究方向 :植物分子生物学 ;E-mail :lizhanglei2008@126.com
通讯作者 :周宜君,女,博士,教授,研究方向 :植物分子生物学 ;E-mail :queenzhou@263.net
蒙古沙冬青 AmDREB2.1 基因的克隆及表达分析
李章磊  高飞  曹玉震  张至玮  王宁  李华云  周宜君
(中央民族大学生命与环境科学学院,北京 100081)
摘 要 : 基于已建立的蒙古沙冬青[Ammopiptanthus mongolicus(Masxim.)Cheng f.]根的转录本数据库,分离到 1 个编码
DREB 类转录因子基因,命名为 AmDREB2.1。该序列全长 978 bp,包括 531 bp 的开放阅读框(ORF),编码 176 个氨基酸,具有
典型的 DREB 转录因子保守的 AP2 结构域。实时荧光定量 PCR 分析表明,该基因能在根、叶中表达,但对干旱、低温响应不同,
AmDREB2.1 主要参与根的干旱胁迫应答。
关键词 : 蒙古沙冬青 ;AmDREB2.1 ;序列分析 ;表达模式
DOI :10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2015.04.015
Cloning and Expression Analysis of AmDREB2.1 in
Ammopiptanthus mongolicus
Li Zhanglei Gao Fei Cao Yuzhen Zhang Zhiwei Wang Ning Li Huayun Zhou Yijun
(College of Life and Environmental Sciences,Minzu University of China,Beijing 100081)
Abstract: A new dehydration responsive element binding protein(DREB)transcription factor gene, which was named as AmDREB2.1,
was isolated from Ammopiptanthus mongolicus(Masxim.)(Cheng f.)root transcriptome database, that it had been established in our previous
work. The full length of the AmDREB2.1 cDNA was 978 bp, including a single 531 bp opening reading frame which encoded a 176-amino
acid peptide with a conserved AP2 domain. Quantitative real-time PCR analysis revealed that the AmDREB2.1 expressed in leaf and root of A.
mongolicus, but there were different expression patterns under drought or low temperature stress respectively, and it could be mainly induced by
drought in root.
Key words: Ammopiptanthus mongolicus ;AmDREB2.1 ;sequence analysis ;expression pattern
2015,31(3) 109李章磊等:蒙古沙冬青 AmDREB2.1基因的克隆及表达分析
通过其保守的 AP2 结构域与多个逆境应答基因启动
子 区 的 DRE(dehydration responsive element)/CRT
(C-repeat responsive element)顺式作用元件特异性
地结合,在逆境胁迫下调控一系列下游逆境应答基
因的表达[7,8]。目前,研究人员已经对 DREB 类
转 录 因 子 基 因( 拟 南 芥 CBF3 /DREB1A[9]、 水 稻
OsDREB1F[10]、玉米 ZmDREB2[11],烟草 NbDREB-
2a[12])进行了转基因研究,发现所获得的转基因植
物能具有较高的干旱、高盐或低温耐受性。克隆和
鉴定更多的 DREB 类基因用于筛选抗逆作物育种的
候选基因已成为国内外植物抗逆分子生物学领域研
究的热点之一[13]。
本研究以蒙古沙冬青为材料,基于实验室前期
建立的蒙古沙冬青根转录本数据库[2],从中克隆得
到 1 个新的 DREB 类基因,对其序列特征、编码蛋
白的功能域及系统进化关系进行分析,并对其逆境
表达模式进行研究,旨在为阐释蒙古沙冬青 DREB
类转录因子在应答干旱、低温等逆境胁迫中的分子
机制提供试验数据。
1 材料与方法
1.1 材料
蒙 古 沙 冬 青(A. mongolicus) 种 子 采 自 宁 夏
自 治 区 中 卫 县。Trizol 试 剂 购 自 Invitrogen 公 司,
FastQuant cDNA 第 一 链 合 成 试 剂 盒 和 PCR Master
Mix 购自天根公司,胶回收试剂盒购自 Bio Teke 公
司,pGEM-T 载 体 购 自 Promega 公 司, 大 肠 杆 菌
(Escherichia coli)DH5α 感受态细胞购自北京博迈
德 科 技 发 展 有 限 公 司,SYBR Green Supermix 购 自
Thermo 公司。
1.2 方法
1.2.1 试验材料处理 种子经播种、萌发培养 4 周
后,采用含 20% PEG6000 的 1/2 Hoagland 营养液浇
灌,分别处理 1、6、24 和 72 h。在低温恒温冷光源
光照培养箱中,4℃下分别处理 1、3、6 和 24 h ;以
未胁迫处理(0 h)为对照。分别取胁迫处理和未经
胁迫处理后的植物根和叶片组织,称量后迅速放入
液氮中,用于基因的克隆和表达模式分析。
1.2.2 AmDREB2.1 基因的克隆 采用本实验室改良
的 Trizol 法分别提取不同胁迫处理的植物根和叶片
组织总 RNA[14],用 FastQuant cDNA 第一链合成试
剂盒合成 cDNA 第一链。
根据本实验室的蒙古沙冬青根转录本数据库中
的数据,进行 DREB 相关基因序列的搜索,获得 1
个编码 DREB 基因序列。采用 Primer 5.0 设计简并
引物,引物序列为 5-GGCGGTGGTGTGATAAACTC-
3/5-ATGCACCACAACACACGATT-3。以反转录得到
的未经胁迫处理的 cDNA 为模板,进行 PCR 扩增,
反应体系 :2×Pfu PCR Master Mix 20 μL,上下游引
物(10 μmol/L)各 1 μL,cDNA 1 μL,ddH2O 17 μL,
总 体 积 40 μL。 反 应 条 件 :94℃ 3 min ;94℃ 30 s,
55℃ 30 s,72℃ 45 s,30 个循环;72℃ 5 min;4℃保温。
胶回收目的片段,与 pGEM-T 载体连接,转化 E.coli
DH5α 感受态细胞,挑取单克隆进行菌落 PCR 检测,
筛选出阳性克隆,送至北京华大基因公司测序。
1.2.3 AmDREB2.1 基因的生物信息学分析 分别
采用相关生物信息学软件对获得的蒙古沙冬青编码
DREB 基因 AmDREB2.1 及演绎的氨基酸序列进行分
析,具体分析目标及选用的相关软件见表 1。
表 1 AmDREB2.1 基因的生物信息学分析使用的相关软件
分析目标 生物信息学软件
目的基因的氨基酸序列的演绎 DNAMAN7.0
目的基因和氨基酸序列的同源性比较 www.ncbi.nlm.nih.gov/BLAST
潜在磷酸化位点 NetPhos 2.0Server
跨膜结构域 TMHMM 2.0Server
信号肽 SignalP 3.0Server
亚细胞定位 PSORT
核定位信号 cNLS Mapper
二级结构预测 GORIV
三级结构预测 CPHmodels 3.2Server
多序列比对与系统进化树构建 MEGA 5.0
1.2.4 AmDREB2.1 的表达模式分析 根据荧光定量
PCR(Quantitative real-time PCR,qRT-PCR)检测引
物的设计原则设计基因检测引物和内参引物。用引
物 5-GTGCCAGAGTGGATGCTCTT-3/5-ATGCACCA-
CAACACACGATT-3 扩增目标基因 AmDREB2.1,用
引物 5-CTGACATGCGCCGTAGGAACG-3/5-CCCTG-
CTTATGCCAGTCTTTT-3 扩增内参基因 AmeIF1(蒙
古沙冬青的真核起始因子基因)。
采用 qRT-PCR 对不同胁迫处理下 AmDREB2.1
生物技术通报 Biotechnology Bulletin 2015,Vol.31,No.3110
在 根 和 叶 片 中 的 表 达 模 式 进 行 分 析, 以 未 处 理
(0 h) 为 对 照, 以 AmeIF1 为 内 参 基 因。 反 应 体
系(10 μL):2×SYBR Green Supermix 5 μL, 上 下
游引物(10 μmol/L)各 0.3 μL,稀释后 cDNA 模板
0.8 μL,ddH2O 3.6 μL。 反 应 于 Bio-Rad MyIQ2 荧
光定量 PCR 仪上进行。反应条件 :95℃预变性 5
min ;95℃ 10 s,60℃ 20 s, 循 环 40 次 ;55℃ 10 s
(0.5℃/ 循环),循环 81 次。采用基因表达相对定量
分析,将对照样本的基因表达量设为 1,处理样本
中的基因表达量变化的倍数用 2- △△ Ct 来表示,其中:
△△ Ct= △ Ct(处理)- △ Ct(对照),△ Ct=Ct(目标基因)-
Ct(内参基因),计算在不同处理下基因的表达量,其中
每个处理重复 3 次,每个重复做 3 个平行。
2 结果
2.1 AmDREB2.1基因全长的克隆
用改良 Trizol 法提取蒙古沙冬青总 RNA,根据
本实验室已建立的蒙古沙冬青根的转录本数据库中
搜索获得的 DREB 基因序列设计引物,进行 PCR 扩
增,获得的目的片段大小为 600 bp 左右,扩增结果
与预测结果一致(图 1)。
结构域,具有 11 个 DNA 结合位点,应属于 AP2 超
家族成员(图 2-B)。与 GenBank 登录的部分 DREB
基因进行多序列比对,发现该基因与很多 DERB2 类
基因高度相似,故将其命名为 AmDREB2.1。
AmDREB2.1 的氨基酸序列的潜在磷酸化位点共
计 11 个,其中 7 个为 Ser,3 个为 Thr,1 个为 Tyr。
AmDREB2.1 不存在跨膜结构,不是跨膜蛋白。用
SignalP 3.0Server 在线软件分析确定 AmDREB2.1 不
具有信号肽。用 PSORT 对 AmDREB2.1 的氨基酸序
列进行亚细胞定位分析,推测其定位于细胞核中。
采用 cNLS Mapper 对 AmDREB2.1 的氨基酸序列进行
核定位信号分析,确定其核定位信号序列由 30 个氨
基酸构成(图 2-A 灰色阴影部分)。
2.2.2 AmDREB2.1 高级结构预测 基因功能的最
终表现在于它所编码的蛋白质的功能,而功能的
实现取决于其高级结构特征。二级结构预测表明
AmDREB2.1 的二级结构主要有 3 种类型,分别为 α-
螺旋、β-折叠片和无规则卷曲。3 种结构所占比例
不同,以无规则卷曲为主,β-折叠片较少(图 3-A)。
三级结构预测结果见图 3-B。
2.2.3 AmDREB2.1 的 系 统 进 化 分 析 在 NCBI 中
搜索与 AmDREB2.1 氨基酸序列相近的 10 个编码
DREB 氨 基 酸 序 列 :拟 南 芥(Arabidopsis thaliana)
AtDREB2A/BAA36705.1、AtDREB2B /AEE74994.1 和
AtDREB2C/ AEC09816.1, 白 刺 花(Sophora davidii)
SdDREB2/AFP89590.1, 大 豆(Glycine max)GmDR-
EB1/AAP47161.1、GmDREB2/ABB36645.1 和 GmD-
REB3/ABB36646.1, 盐 豆 木(Halimodendron halode-
ndron)HhDREB2/ACJ66376.1, 水 稻(Oryza sativa)
OsDREB2A/Q0JQF7.1 和 玉 米(Zea mays)ZmDREB-
2A/ANP_001105876.1,已有文献报道的 2 个蒙古沙
冬 青 中 编 码 DREB 序 列 AmDREB1[15] 和 AmDRE-
B3[16],与本研究的 AmDREB2.1 等共计 13 个 DREB
的氨基酸序列采用 MEGA5.0 进行多序列比对,并构
建进化树,结果见图 4 和图 5。
图 4 为选取的不同植物 13 个 DREB 氨基酸序
列比对结果,各序列尽管长短有别,但都具有 13 个
保守的氨基酸,保守氨基酸的存在可能与 AP2 结构
域有关。从构建的系统进化树(图 5)可知,在选
取的 13 种 DREB 蛋白质中,AmDREB2.1 和豆科的
1200 ⴞⲴสഐbp M 1800500
200
M :DNA Marker ;1 :PCR 产物
图 1 蒙古沙冬青 AmDREB2.1 的 ORF 区 PCR 产物电泳图
2.2 AmDREB2.1基因的生物信息学分析
2.2.1 AmDREB2.1 基因全长序列的结构特征 采用
DNAMAN 7.0 分析从蒙古沙冬青根转录本数据库中
获得的 1 个编码 DREB 的基因全长序列。序列全长
为 978 bp,其中 5 UTR 长度为 257 bp,3 UTR 长度
为 190 bp 。ORF 编码区长度为 531 bp,可编码 176
个氨基酸(图 2-A)。计算其等电点(pI)为 5.59,
分子量(MW)为 20 210.16 Da。采用 NCBI 在线分
析序列表明,此基因编码的蛋白质具有典型的 AP2
2015,31(3) 111李章磊等:蒙古沙冬青 AmDREB2.1基因的克隆及表达分析
1
61
121
181
241
1
301
15
361
35
421
55
481
75
541
95
601
115
661
135
721
155
781
175
841
901
A
B
$7$*$$$&&$$7$&$$&$*&$$&$7**777******$$$*7*7777&$7**7$7*$$&$*$$$&7*&&&*7*&$7$$777*&77*&$*&77$7$7$7*7$7*7$77$7$7$77$$77$$777*$$*&$$77*$77$$*$7*$$$&$7$7$*$7$7$7$$*&&7$*&&$*&7$*77*$*$&*777$7$*777$*777$$7&$*7$*77$$&&7*77&$**7$**7$**$$***$&&*$**&**7**7*7*$7$$$&7&$7**$$*$$*$$$*$*$*7*77*77&7$&**$77&&$&**7&$0 ( ( ( 5 ( & & 6 7 6 7 9&$$*$$*&$$&**$**&&*$$*$$*$$*&&&7&&7$&**$*$$*&*&$$*&$$&$$&$*&7 5 6 1 * * 5 5 5 6 3 3 7 ( . 5 . 4 4 4$**$*$$*&&$7$&$*$***$7$$**$7*$*$$$*7****7$$*7***7**&$*$*$7$$4 ( . 3 < 5 * , 5 0 5 . : * . : 9 $ ( ,*$*$$&&$$$&$$$$**7&$$**$777**77***77&77$&$&&$&&&&**7&*&&*&&*5 ( 3 1 . 5 6 5 , : / * 6 < 7 7 3 9 $ $&$&*&*&&7$&*$7$&&*&&*7&77&7$&&7*$*$**&&&77&&*&7&*&&77$$&77&&$ 5 $ < 7 $ 9 ) < / 5 * 3 6 $ 5 / 1 )&7*$$77*77*77&&$$*$&&$$*$$*$&*$&*$&*$&*$&*$&*$&*$&*$&*&77&&$3 ( / / ) 4 4 ( $ 67&&$$&$$*&$*&7***$$&$7*7&&7&&*$77&$$7$&*&$$$$$$*&&$&&&$$*77*, 4 4 $ $ * 1 0 6 6 6 , 5 . . $ 7 4 9*7*&&$*$*7**$7*&7&77&77&***&&7&*7&$&$*7$&7&&7&&$&77&&$$7&$$$* $ 5 9 $ / / 5 $ 6 6 4 < 6 6 7 6 1 47&$&&7&7*7&$$$&&$*$&77*$$&*$*7$7&&$$$$&&&*$$*$77&$777*$&&77&, 7 6 9 . 3 / 1 ( < 3 . 3 ( 6 ) /$$&$77$$77$$7$7&$$7$&7&&7&7*7$**&7*7$*&$7&7*7$7&7$*&7$7&&$7*4 + $$7&*7*7*77*7**7*&$7****&77*&$$&7*&&&&&7$&$&&7$7&77*77777&&$$
961
77$$7$7$777$777$77$$*$*$*&$7$&$*&$*&7$&7$*$77&7& $$$$$$7$7$7$&&$*7$*7$*7$&&$*&
AP2 superfamily
DNA binding site
Query seq.
1 25 50 75 100 125 150 177
Specific hits
Superfamilies
AP2
A :AmDREB2.1 的二级结构,竖线从长到短依次为 α-螺旋、β-折叠片、无规则卷曲 ;B :AmDREB2.1 的三级结构
图 3 AmDREB2.1 的二级结构(A)与三级结构预测(B)
A :AmDREB2.1 的核苷酸序列及推测的氨基酸序列,“—”表示用于 ORF 区扩增的引物序列 ;“□”表示用于 qRT-
PCR 的引物序列 ;灰色表示核定位信号序列 ;B :AmDREB2.1 的 AP2 结构域
图 2 AmDREB2.1 的核苷酸序列及推测的蛋白质序列特征
20
A
B
40 60 80 100 120 140
生物技术通报 Biotechnology Bulletin 2015,Vol.31,No.3112
盐豆木 HhDREB2、大豆 GmDREB2 和 GmDREB1 聚
为一类,与 HhDREB2 亲缘关系最近 ;与拟南芥的
AtDREB2A、AtDREB2B 和 AtDREB2C 的关系较远。
此外,本研究的 AmDREB2.1 与已报道的 AmDREB1
和 AmDREB3 的亲缘关系相对较远。
2.3 AmDREB2.1基因的表达模式分析
2.3.1 干旱胁迫下 AmDREB2.1 的表达特征 以 20%
PEG6000 模拟干旱胁迫处理,采用 qRT-PCR 研究
AmDREB2.1 在干旱胁迫下不同组织中的响应特点,
结果(图 6-A)显示,AmDREB2.1 在根和叶片中的
逆境表达模式不同。根中 AmDREB2.1 在不同的干
旱胁迫下皆为显著上调表达,1 h 表达量为对照水平
的 4.47 倍 ;6 h 表达量达到最大值,为对照水平的
12.73 倍 ;随着胁迫时间延长,24 h 和 72 h 表达量呈
明显的回落趋势,但高于对照。而叶中 AmDREB2.1
在不同干旱胁迫条件下表现为下调表达,1 h 表达量
显著下调,为对照水平的 0.31 ;随着胁迫时间延长,
表达量有上升趋势。
2.3.2 低 温 胁 迫 下 AmDREB2.1 的 表 达 特 征 以
4℃ 进 行 处 理, 采 用 qRT-PCR 研 究 AmDREB2.1 在
SdDREB2
AmDREB1
Species/Abbrv *
* * * *
* * * * * * * *
AmDREB2-1
AmDREB3
AtDREB2A
AtDREB2B
AtDREB2C
GmDREB1
GmDREB2
GmDREB3
HhDREB2
ZmDREB2A
OSDREB2A
SdDREB2
AmDREB1
Species/Abbrv
AmDREB2-1
AmDREB3
AtDREB2A
AtDREB2B
AtDREB2C
GmDREB1
GmDREB2
GmDREB3
HhDREB2
ZmDREB2A
OSDREB2A
方框内表示本研究的 AmDREB2.1
图 5 AmDREB2.1 的系统进化树分析
* 表示保守的氨基酸
图 4 AmDREB2.1 与其他植物已知 DREB 蛋白的多序列比对
AtD
REB
2A
0.1
G
m
D
REB2
GmDREB1
Gm
DREB3
AmDREB3
Am
DR
EB
2.1
HhDREB2
AtDREB2B
AtDREB2C
Zm
D
REB2A
Sd
DR
EB
2
OsDRE
B2A
AmDREB1
2015,31(3) 113李章磊等:蒙古沙冬青 AmDREB2.1基因的克隆及表达分析
低 温 胁 迫 下 的 响 应 特 点, 结 果( 图 6-B) 显 示,
AmDREB2.1 在根和叶片中的逆境表达模式相似,与
对照相比皆表现为下调表达,且随胁迫时间延长表
达量有上升趋势,但在 24 h 表达量显著下调,其中
根中表达量为对照水平的 0.36,而叶中表达量为对
照水平的 0.26。
有的参与低温响应,有的则与干旱、高盐 / 高温有
关。如在拟南芥中,DREB1 基因主要受低温诱导表
达,DREB2 基因则受干旱、高盐和高温诱导表达[18]。
DREB 类转录因子对不同胁迫的选择性应答可能与
其自身启动子结构特点等多种因素有关。
本研究从耐逆植物蒙古沙冬青中分离获得了 1
个编码 DREB 类转录因子基因 AmDREB2.1,生物
信息学分析表明其编码蛋白具有典型的 DREB 类转
录因子所共有的保守 AP2 结构域和保守的氨基酸。
AmDREB2.1 与同为豆科的盐豆木 HhDREB2、大豆
GmDREB1 和 GmDREB2 亲缘关系最近,与十字花科
的 拟 南 芥 AtDREB2A、AtDREB2B 和 AtDREB2C 亲
缘关系较远,与已经报道的蒙古沙冬青 AmDREB1
和 AmDREB3 分属在不同的进化支上,同种植物不
同成员之间的进化关系结果提示可能存在功能上的
差异。
Li 等[19]在研究大豆 GmDREB 时发现 GmDREBc
仅在根中受盐、干旱和 ABA 诱导。本研究结果表
明,尽管 AmDREB2.1 在蒙古沙冬青的根和叶片中
均能表达,但在不同胁迫条件下,AmDREB2.1 在根
与叶片的表达模式不同。AmDREB2.1 主要在根中受
干旱胁迫的强烈诱导,而不受低温胁迫诱导,表明
AmDREB2.1 主要参与蒙古沙冬青应答干旱胁迫的反
应,且具有组织特异性,仅在根中积极响应,符合
DREB2 类基因主要受干旱、高盐和高温诱导表达的
特征。我们推测这种现象可能与 DREB 基因复杂的
调控机制有关。研究人员已经发现,在植物 DREB
的启动子区域分布着多种与光、ABA、GA、乙烯
和茉莉酸等激素、温度、钙信号相关的顺式作用元
件[20],这些顺式作用元件与相应的反式作用元件(如
ICE1)发生相互作用,共同决定 DREB 基因的表达
水平。在干旱和低温胁迫下的蒙古沙冬青叶片和根
系中,激素等条件可能会出现差异,这种差异可能
会导致本研究观察到的 AmDREB2.1 在不同组织中的
不同的逆境诱导模式。研究结果提示 DREB 转录因
子中的不同成员不仅具有应答不同逆境胁迫的分工,
同时存在组织特异性表达特征,研究不同胁迫下不
同成员的组织表达特征是十分必要的。本研究结果
为进一步探索蒙古沙冬青 DREB 类转录因子基因在
逆境胁迫应答中的作用机理与功能研究提供了试验
1.2
1.0
0.8
*
*
*
*
*
*
*
0.6
0.4
0.2
0
12.0
14.0
B
A
10.0
8.0
6.0
4.0
2.0
0
0 1 6 24 72༴⨶ᰦ䰤/h
0 1 3 6 24༴⨶ᰦ䰤/h
⴨ሩ㺘䗮䟿⴨ሩ㺘䗮䟿
ṩ ਦ
ṩ ਦ
相对表达量 >2,* 表示显著上调 ;相对表达量 <0.5,* 表示显著下调
图 6 AmDREB2.1 响应干旱(A)和低温(B)胁迫的表达
特征
3 讨论
植物在干旱、低温等逆境胁迫下,与逆境相
关转录因子的高效表达可激活多个下游基因的转录
和表达,进而达到调节多个功能基因的效果。研究
表明,在低温和干旱等逆境胁迫下,DREB 类转录
因子通过与逆境信号途径中下游基因的启动子区域
中的 DRE 或 CRT 顺式作用元件结合,进而激活 rd
(Responsive to dehydration)/COR(Cold responsive
/regulated gene)类基因的表达,从而增强植物对逆
境胁迫的耐受力[17,18]。DREB 类转录因子成员较多,
生物技术通报 Biotechnology Bulletin 2015,Vol.31,No.3114
依据。
4 结论
从蒙古沙冬青中分离到 1 个编码 DREB 类转录
因子基因,命名为 AmDREB2.1。该序列开放阅读框
编码 176 个氨基酸,具有典型的 DREB 转录因子保
守的 AP2 结构域。实时荧光定量 PCR 分析表明,该
基因能在根、叶中表达,但对干旱、低温响应不同,
AmDREB2.1 主要参与根的干旱胁迫应答。
参 考 文 献
[1] 潘伯荣 , 葛学军 . 我国沙冬青属植物保护生物学研究和保护实
践的回顾与展望[A]. 中国生物多样性保护与研究进展 VI—
第六届全国生物多样性保护与持续利用研究会论文集(2004).
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(责任编辑 马鑫)