全 文 ：收稿日期 :2008209223 　接受日期 :2008212217
基金项目 :国家 863 项目 (2006AA10Z117 ; 2008AA10Z401) , 上海市青年科技启明星跟踪计划 (08QH14021) , 上海市自然科学基金 (08ZR1417200) 和
上海市国际合作项目 (08540706500)
作者简介 :庄　静 (19742) ,女 ,江苏徐州人 ,博士 ,副研究员 ,研究方向为油菜分子生物学。Tel :021262208131 ; E2mail :Zhuangjing @saas. sh. cn
通讯作者 :熊爱生(19752) ,男 ,江苏溧水人 ,博士生导师 ,研究员 ,研究方向为植物分子遗传学。Tel :021262203180 ;E2mail :Xiongaisheng @saas. sh. cn
姚泉洪(19652) ,男 ,江苏武进人 ,博士生导师 ,研究员 ,研究方向为植物分子遗传学。Tel :021262203180 ;E2mail : Yaoquanhong @saas. sh. cn
文章编号 :100028551 (2009) 032435207
沪油 15 中两个 AP2ΠERF2B1 亚族转录因子
的克隆与分析
庄　静1 ,2 　彭日荷1 　高　峰1 　付晓燕1
朱　波1 　金晓芬1 　Jian Zhang2 　熊爱生1 　姚泉洪1
(1. 上海市农业科学院 ,上海　201106 ; 21 加拿大艾伯塔省研究院 , 埃德蒙顿 T9C 1T4)
摘 　要 :利用油菜 EST数据库 ,以拟南芥 ERF2B1 亚族转录因子序列为探针 ,电子克隆拼接得到 2 个 cDNA
序列 ( BnaERFB121 和 BnaERFB122) ,通过 PCR 和 RT2PCR 方法分别从甘蓝型油菜沪油 15 的 DNA 和
cDNA 中克隆了上述基因。克隆转录因子 BnaERFB1212Hy15 和 BnaERFB1222Hy15 与电子克隆的序列
差异很小 ,分别只有 2 个和 6 个氨基酸位点不同 ,且都没有内含子。从 cDNA 序列、氨基酸序列的相似
性、组成成分、理化性质、疏水性Π亲水性、进化树、序列比对、功能域、二级和三级结构等方面进行了分
析 ,结果显示 ,BnaERFB1212Hy15 和 BnaERFB1222Hy15 转录因子属于 AP2ΠERF 家族中的 ERF2B1 亚族 ,是
亲水性蛋白 ,在蛋白质的三级结构上与拟南芥 atERF7 相似。EST丰度分析显示 ,BnaERFB121 的表达主
要集中在种子中 ,而 BnaERFB122 的表达则主要集中在分生组织中。
关键词 :AP2ΠERF ;B1 亚族 ;转录因子 ;克隆 ;沪油 15
CLONING AND ANALYSIS OF AP2ΠERF2B1 SUBFAMILY TRANSCRIPTION FACTORS
FROM Brassica napus L. HUYOU 15
ZHUANGJing1 ,2 　PENG Ri2he1 　GAO Feng1 　FU Xiao2yan1 　ZHU Bo1
J IN Xiao2feng1 　Jian Zhang2 　XIANG Ai2sheng1 　YAO Hong2quan1
(11Shanghai Academy of Agricultural Sciences , Shanghai 　201106 ; 21Alberta Research Council of Canada ; Edmonton , T9C1T4)
Abstract :Two AP2ΠERF family transcription factors (BnaERFB121 and BnaERFB122) were isolated from Brassica napus by
in silico cloning method using conserved domain amino acid sequence of Arabidopsis thaliana ERF2B1 subfamily as probe.
Based on the sequences of BnaERFB121 and BnaERFB122 , BnaERFB1212Hy15 , and BnaERFB1222Hy15 genes were
isolated from B . napus L. Huyou15 by PCR and RT2PCR using DNA and cDNA as template. DNA sequencing and analyses
indicated that there were only two and six amino acid residues difference between BnaERFB121 and BnaERFB1212Hy15 ,
BnaERFB122 and BnaERFB1222Hy15 and both no intron localized on the two genes from Huyou15 , respectively. Then , cDNA
and deduced amino acid sequence , composition , physical and chemical characterization , hydrophobictyΠhydrophilicity ,
phylogenetic tree , conserved domain sequences , function domain and molecular modeling were analyzed. The results showed
that BnaERFB1212Hy15 and BnaERFB1222Hy15 were hydrophilic protein , the two proteins and atERF7 had similar three2
dimension structure , and BnaERFB121 was mainly expression in seed , while BnaERFB122 was mainly expression in
vegetative meristem.
Key words :AP2ΠERF ; B1 subfamily ; transcription factor ; clone ; Brassica napus L. Huyou15
534　核 农 学 报　2009 ,23 (3) :435～441Journal of Nuclear Agricultural Sciences
　　植物一生处于多种非生物胁迫之中 ,如干旱、高盐
和极端温度等 ,这些逆境胁迫都对植物生长发育产生
不利的影响而最终影响其产量和品质。植物感应胁迫
信号 ,通过一系列信号转导最后启动相关基因表达 ,协
助植物适应或抵御逆境。相关基因表达的产物在逆境
耐受和响应中起作用 ,其中有些基因仅被水份胁迫诱
导 ,有些基因仅被低温诱导 ,有些基因同时被水和低温
胁迫诱导[1 ,2 ] 。转录因子又称反式作用因子 ,是和专一
性 DNA 序列结合并能激活或抑制其他功能基因转录
的蛋白质分子[3 ] 。AP2ΠERF 是植物中普遍存在的一类
重要转录因子 ,在逆境诱导基因的表达中起信号转导
的作用[4～8 ] 。
本研究以油菜 AP2ΠERF 家族转录因子为对象 ,以
NCBI数据库为基础 ,利用拟南芥 AP2ΠERF 家族转录因
子 ERF2B1 亚族的保守序列为探针 ,通过电子克隆从
甘蓝型油菜中分离得到 2 个 AP2ΠERF2B1 亚族转录因
子的 cDNA 序列 ,通过 PCR 和 RT2PCR 方法从沪油 15
中克隆了上述基因 ,并进行了相关分析 ,为开展油菜
AP2ΠERF 家族转录因子进一步研究奠定基础。
1 　材料与方法
111 　油菜 Bna ERF2B1 亚族转录因子的电子克隆
数据库来源于 NCBI (美国国立生物技术信息中
心 ,National Center for Biotechnology Information , http :ΠΠ
www. ncbi . nlm. nih. govΠ) 。下载甘蓝型油菜的 UniGene
数据库到本地主机 ,以拟南芥的 AP2ΠERF 家族 ERF2B1
亚族成员保守域的氨基酸序列为信息探针 ,搜索油菜
EST数据库 ,得到相关的 EST序列片段。利用 CAP3 程
序 ( CAP3 Sequence Assembly Program , http :ΠΠpbil . univ2
lyon11frΠcap31php)对检索到的油菜转录因子进行序列
的拼接和分析[9 ] 。
112 　沪油 15 中 AP2ΠERF2B1 亚族转录因子的克隆
取生长健壮的沪油 15 幼苗提取总 DNA 和总
RNA。以总 RNA 为模板 ,Oligo (dT)为引物 ,在 AMV 反
转录酶的作用下合成 cDNA 第 1 链 ,以此为模板进行
PCR 扩增。根据电子克隆获得的 BnaERFB121 和
BnaERFB122 基因序列 ,设计两对引物 ,引物两端分别
引入 BamHI和 Sac I的酶切位点。
BnaERFB1212F : 5’2GGATCCATGAGGAAAGGGAGA2
GGCTCTTC23 ’; BnaERFB1212R : 5 ’2GAGCTCTCAGAA2
TTCAAGACGTAGATCGGTGCAGTGG23’;BnaERFB1222F :
5 ’2GGATCCATGAGGAAAGGGAGAGGCTCCTC23 ’;
BnaERFB1222R : 5 ’2GAGCTCTCAGAATTCAAGACGTA2
GATCGGTGCAGTGG23’。
采用大连宝生物公司的 PCR 试剂在 50μl 的体系
中进行 PCR 反应 ,反应参数为 :94 ℃变性 30s ,55 ℃退
火 30s ,72 ℃延伸 1min ,共扩增 30 个循环。扩增片段采
用唯特洁 DNA 琼脂糖凝胶回收试剂盒回收后克隆到
大连宝生物公司的 pMD2182Simple T 载体上进行克隆
鉴定和序列测定。
113 　生物信息学分析
序列分析均使用 Vector NTI Suite 810 软件和
BLAST进行分析 ,ORF (Open Reading Frame) 的查找和
核苷酸翻译使用 ORF Finder 完成 ( http :ΠΠwww. ncbi .
nlm. nih. govΠgorfΠgorf . html) 。核苷酸和蛋白序列 BLAST
比较搜索在 NCBI网站相关程序中完成。蛋白质和核
苷酸的多重序列比对使用 CLUSTAL W 程序完成 ,比对
报告利用 Vector NTI Suite 810 生成。分子系统进化树
的构建使用软件 Clustal X(http :ΠΠbioinformatics. ubc. caΠ
resourcesΠtoolsΠclustalx) 对序列进行多重比对后 ,用 NJ
法完成系统树的构建 ,并使用 MEGA4 对系统树进行测
试和编辑 ,生成报告图形[10 ] 。蛋白质基本性质分析以
及蛋白质三维模型的同源建模使用 http :ΠΠwww.
expasy. org 网站相关软件完成[11 ] 。蛋白质空间结构模
型通过 Swiss2Model 建立 ( http :ΠΠswissmodel . expasy.
orgΠ) [12 ] 。
2 　结果和分析
211 　油菜 ERF2B1 亚族转录因子 cDNA序列的获得
以拟南芥 AP2ΠERF 家族转录因子中 ERF2B1 亚族
成员 atERF7 (AT3G2031011) 保守域序列 ( YRGVRKR2
PWGRFAAEIRDPLKKSRVWLGTFDSAVDAARAYD2
TAARNLRGPKAKTNFP) 为信息探针 , 从甘蓝型油菜
UniGene 数据库中搜索得到 2 个相关 UniGene 组 ,分别
为Bna. 6666 和 Bna. 8519。利用 CAP3 程序分别进行
Bna. 6666 和 Bna. 8519 组中序列的拼接和分析 ,得到 2
个编码蛋白质的 cDNA ,分别命名为 BnaERFB121 和
BnaERFB122。BnaERFB121 (来源于 Bna. 6666) 的基因
序列包含 1 个 675bp 的 ORF 阅读框 ,编码 224 个氨基
酸 ; BnaERFB122 (来源于 Bna. 8519) 的基因序列包含 1
个 687bp 的 ORF 阅读框 ,编码 228 个氨基酸 (图 1) 。
212 　Bna ERFB1212Hy15 和 Bna ERFB1222Hy15 转录
因子基因的克隆
分 别 以 引 物 BnaERFB1212F、BnaERFB12R 和
BnaERFB1222F、BnaERFB1222R 从沪油 15 幼苗的 DNA
和 cDNA 中扩增得到 700bp 左右特异的预期片段。
634 核　农　学　报 23 卷
　　　
图 1 　油菜转录因子 BnaERFB121 和 BnaERFB122 的 cDNA 和编码氨基酸序列
Fig. 1 　The cDNA and deduced amino acid sequence of BnaERFB121 and BnaERFB122
DNA 和 cDNA 中扩增的条带大小一致 ,初步判断 ,沪油
15 中的转录因子 BnaERFB121 和 BnaERFB122 基因没
有内含子 (图 2) 。通过 TA 克隆分别将上述 4 个片段
克隆到 pMD2182Simple T 载体中 ,序列测定分析显示 ,
来源于沪油 15 的 BnaERFB121 (命名为 : BnaERFB1212
Hy15)序列与 Bna. 6666 电子克隆的氨基酸序列非常一
致 ,一致性达到 99. 11 % ,仅有 2 个氨基酸残基不同 ,即
128 位的 BnaERFB1212Hy15 缺失一个 Q ,150 位由 A
变为 P。来源于沪油 15 的 BnaERFB122 (命名为 :
BnaERFB1222Hy15)序列与 Bna. 8519 电子克隆的氨基
酸序列的一致性也达到 97137 % ,有 6 个氨基酸残基不
同 ,即 1002102 位的 BnaERFB1222Hy15 缺失 HQN ,11
位由 P 变为 A ,157 位由 P 变为 A ,204 位由 F 变为 S
(图 3) 。
213 　Bna ERFB1212Hy15 和 Bna ERFB1222Hy15 转录因
子核苷酸和氨基酸序列的相似性分析
沪油 15 转录因子 BnaERFB1212Hy15 和 BnaERFB12
22Hy15 核苷酸序列进行同源性检索与比对结果表明 ,
两者与拟南芥 atERF7 (AT3G2031011) 的一致性分别达
到 77 %和 78 %。对 BnaERFB1212Hy15 和 BnaERFB1222
Hy15氨基酸序列进行同源性检索结果表明 ,二者氨基酸
序列与拟南芥 atERF7 的一致性分别达到 77 %和 82 %。
拟南芥 atERF7 和 BnaERFB1212Hy15、BnaERFB1222Hy15
转录因子的氨基酸序列具有很高的同源性 ,尤其在
AP2 区域 ,都具有 1 个保守的 WLG和 YRG元件 ,而且
氨基酸序列符合典型的 AP2ΠERF 转录因子的特征 (图
3) 。
图 2 　PCR 克隆沪油 15 的 BnaERFB1212Hy15 和
BnaERFB1222Hy15 转录因子基因
Fig. 2 　Isolation of BnaERFB1212Hy15 and
BnaERFB1222Hy15 genes amplified by PCR from
B . napus Huyou 15 DNA and cDNA
M:DL2000 分子量标记 ;1 :DNA 中扩增的 BnaERFB1212 Hy15 产物 ;2 :
cDNA 中扩增的 BnaERFB1212Hy15 产物 ;3 :DNA 中扩增的 BnaERFB12
22 Hy15 产物 ;4 :cDNA 中扩增的 BnaERFB1222Hy15 产物
M:DL2000 Marker ; 1 : BnaERFB1212 Hy15 from DNA ; 2 : BnaERFB1212
Hy15 from cDNA ; 3 : BnaERFB1222Hy15 from DNA ; 4 : BnaERFB1222
Hy15 from cDNA
214 　Bna ERFB1212Hy15 和 Bna ERFB1222Hy15 转录因
子序列比对和进化树分析
为了进一步分析沪油 15 中克隆的 BnaERFB1212
Hy15、BnaERFB1222Hy15 与 AP2ΠERF 家族相关转录因
子之间的进化关系 ,选取了拟南芥 AP2ΠERF 家族转录
因子进行同源进化比对 ,构建同源进化树。结果表明 ,
BnaERFB1212Hy15、 BnaERFB1222Hy15 和 atERF3、
atERF7、atERF8、atERF9、atERF10、atERF11 等同处于
ERF2B1 分支上 ,在进化关系上属于 AP2ΠERF 家族转录
因子 ERF2B1 亚族 (图 4) 。
734　3 期 沪油 15 中两个 AP2ΠERF2B1 亚族转录因子的克隆与分析
图 3 　BnaERFB121、BnaERFB122、BnaERFB1212Hy15、BnaERFB1222Hy15 与 atERF7 转录因子的多重序列比对
Fig. 3 　Alignment of BnaERFB121、BnaERFB122、BnaERFB1212Hy15、BnaERFB1222Hy15 and atERF7
图 4 　沪油 15 的 BnaERFB1212Hy15、BnaERFB1222Hy15 转录因子进化树
Fig. 4 　Phylogenetic tree of BnaERFB1212Hy15 and BnaERFB1222Hy15
215 　Bna ERFB1212Hy15 和 Bna ERFB1222Hy15 转录因
子氨基酸组成成分及理化性质分析
使用 Blastp 程序分别对油菜 ERF2B1 亚族转录因
子 (BnaERFB1212Hy15 和 BnaERFB1222Hy15) 氨基酸序
列进行同源性检索 ,得到不同物种间相关的 AP2ΠERF
家族转录因子 (表 1) 。对上述转录因子进行氨基酸组
成成分及理化性质分析显示 ,虽然上述转录因子同属
于 AP2ΠERF 家族 ,但是氨基酸数目有一定的差异 ,理
论等电点 (Theoretical pI)都在碱性范围。碱性氨基酸、
酸性氨基酸、芳香族氨基酸和脂肪族氨基酸的比例也
较接近 ,蛋白质可溶性预测中不溶蛋白的比例都非常
高 (均 > 75 %) , 属于不可溶蛋白 ( 表 1 ) 。利用
DNAMAN 程序分别对 BnaERFB1212Hy15 和 BnaERFB12
22Hy15 氨基酸序列进行了疏水性和亲水性分析 ,结果
834 核　农　学　报 23 卷
　　　 表 1 　不同植物中 AP2ΠERF家族转录因子氨基酸组成成分及理化性质分析
Table 1 　Comparison of composition and physical and chemical characterization of
amino acid sequences of AP2ΠERF transcription factors among the different plants
植物
plant
转录因子
transcription
factor
登陆号
genbank No.
氨基酸
数目
number of
amino acid
分子量
molecular
weightΠ
dalton
理论
等电点
pI
碱性氨
基酸
basic
amino
acid ( %)
酸性氨
基酸
acid
amino
acid
( %)
芳香族
氨基酸
aromatics
amino
acid
( %)
脂肪族
氨基酸
aliphatic
amino acid
( %)
不溶蛋白
比例
percentage of
insduble
protein
( %)
油菜 B . napus BnaERFB1212Hy152 224 24537. 0 9. 72 17 11 7 13 96. 3
油菜 B . napus BnaERFB1222Hy152 228 25028. 6 9. 72 16 11 7 14 97. 7
拟南芥 A . thaliana AP2ΠERF3 AT1G50640 225 25211. 7 9. 37 16 12 8 14 95. 4
拟南芥 A . thaliana AP2ΠERF7 AT3G20310 244 26504. 1 9. 04 15 10 7 16 96. 9
水稻 O. sativa AP2ΠERF NP001054201 190 19886. 8 9. 37 15 10 5 15 94. 8
豌豆 P. sativum AP2ΠERF AAV85852 218 23540. 1 8. 32 14 12 9 12 93. 1
烟草 N . tabacum AP2ΠERF AAV54034 244 27599. 4 10. 93 16 7 11 19 79. 3
棉花 G. hirsutum AP2ΠERF AAZ83347 225 25072. 4 8. 70 18 15 8 11 88. 7
番茄 L . esculentum AP2ΠERF AAO34705 222 24248. 1 9. 55 15 12 8 18 91. 5
马铃薯 S . tuberosum AP2ΠERF ABK96798 223 24241. 1 9. 60 15 12 8 19 91. 3
苜蓿 M . truncatula AP2ΠERF ABC69353 218 24004. 6 9. 72 14 11 9 14 95. 2
黄瓜 C. sativus AP2ΠERF AAV66332 246 26999. 3 9. 97 15 11 7 17 97. 0
小麦 T. aestivum AP2ΠERF ABC65860 247 25052. 3 9. 28 11 8 8 15 95. 7
图 5 　BnaERFB1212Hy15 和 BnaERFB1222Hy15 与其他 AP2ΠERF家族转录因子保守功能域预测
Fig. 5 　Prediction and comparison of the conserved domain sequences and structures BnaERFB1212
Hy15 and BnaERFB1222Hy15 and other AP2ΠERF transcription factors.
A :保守域预测 ;B :保守域的序列比较
A :Prediction of the conserved domain sequences ; B :Comparison of the conserved domain sequences
表明 ,BnaERFB1212Hy15 和 BnaERFB1222Hy15 大部分的 氨基酸属于亲水性氨基酸 ,两者具有类似的疏水区域 ,
934　3 期 沪油 15 中两个 AP2ΠERF2B1 亚族转录因子的克隆与分析
属于亲水性蛋白。
216 　Bna ERFB1212Hy15 和 Bna ERFB1222Hy15 保守域
和二级结构预测与分析
利 用 Blast2Conserved Domains Search 分 析
BnaERFB1212Hy15 和 BnaERFB1222Hy15 的保守域[13 ] ,
结果显示两者分别在 20～80、25～85 位氨基酸间含有
AP2 保守域 (图 52A) 。将油菜 ERF2B1 亚族转录因子
(BnaERFB1212Hy15 和 BnaERFB1222Hy15) 与拟南芥及
其他部分物种相关的 AP2ΠERF 家族转录因子保守域
氨基酸序列进行同源序列比对分析 ,有水稻 (NP
-
001054201 ,osjERF) 、豌豆 (AAV8585211 , PsERF) 、烟草
(AAV5403411 ,NtERF) 、棉花 (AAZ8334711 , GhERF) 、番
茄 ( AAO3470511 , LeERF ) 、马 铃 薯 ( ABK9679811 ,
StERF ) 、苜 蓿 ( ABC6935311 , MtERF ) 、黄 瓜
(AAV6633211 , CsERF) 和小麦 (ABC6586011 , TaERF) 。
结果显示 , BnaERFB1212 Hy15 和 BnaERFB1222 Hy15 在
AP2 保守域的 N2端部分含有 3 个反向平行的β折叠 ,
这个结构在识别顺式元件中具有重要作用[3 ] 。另外 ,
还包含有由一段保守度较高的核心序列形成的 1 个α
螺旋 ,可能参与转录因子或 DNA 的相互作用 (图 52B) 。
217 　Bna ERFB1212Hy15 和 Bna ERFB1222Hy15 转录因
子的三级结构预测与分析
从沪油 15 中克隆的油菜 BnaERFB1212Hy15、
BnaERFB1222Hy15 和拟南芥 atERF7 转录因子的 DNA
结合域十分保守 ,仅仅只有 3 个位点 ,第 61、68 和 76
位点的差异 (以 atERF7 标注氨基酸位置) ,即 atERF7 :
天冬氨酸 ( Asp ) 、苏氨酸 ( Thr ) 和脯氨酸 ( Pro ) ;
BnaERFB1212Hy15 :谷氨酸 ( Glu) 、丙氨酸 (Ala)和丝氨酸
(Ser) ;BnaERFB1222Hy15 :谷氨酸 ( Glu) 、谷氨酰胺 ( Gln)
和脯氨酸 ( Pro ) 。与已知 DNA 结合域晶体结构的
atERF1 比较 ,油菜 BnaERFB1212Hy15、BnaERFB1222Hy15
和拟南芥 atERF7 该区域与 atERF1 的同源性分别达到
6718 %、6611 %和 6718 %。以拟南芥 atERF1 ( PDB ID :
1gcc) 为模型 ,通过 SWISS2MODEL 进行三维结构同源
建模的结果表明 ,BnaERFB1212Hy15、BnaERFB1222Hy15
和 atERF7 具有十分相似的三维结构 ,都有 3 个反向平
行的β折叠和 1 个α螺旋。该区域 3 个氨基酸位点的
变化并没有引起 DNA 结合域空间结构的变化 (图 6) 。
图 6 　BnaERFB1212Hy15、BnaERFB1222Hy15 和 AtERF7 转录因子 DNA 结合域三维结构建模
Fig. 6 　Molecular modeling of BnaERFB1212Hy15 , BnaERFB1222Hy15 and atERF7 protein
球棒标注的为差异氨基酸
The different residues are indicated as ball and stick representations
218 　BnaERFB121 和 BnaERFB122 转录因子表达分析
根据油菜不同组织器官 EST 文库中丰度 ,分析了
油菜中 BnaERFB121 (Bna. 6666) 和 BnaERFB122 (Bna.
8519)在芽、花、叶、小孢子、根、种子、茎、分生组织中的
表达情况 ,发现 BnaERFB121 表达主要集中在种子中 ,
而 BnaERFB122 的表达则集中在分生组织中 (图 7) 。
3 　讨论
通过提高单产或扩大种植面积等途径来增加油菜
产量都会面临克服逆境限制或减轻逆境危害的问题。
因此 ,认识油菜对逆境的反应机制 ,提高油菜的抗逆
性 ,已成为油菜进一步增产的重要基础研究。拟南芥
与油菜有很高的基因组同源性 ,因此可以充分利用拟
南芥基因组研究中所积累和开发的基因和生物信息资
源 ,开展油菜功能基因组研究 ,从中发掘与抗逆有关的
功能和调控基因 ,进一步推动油菜的遗传改良工
作[14 ] 。
目前从高等植物中已分离鉴定的转录因子有数千
种 ,相当一部分与抗逆性有关 ,其中 AP2ΠERF 家族是
044 核　农　学　报 23 卷
图 7 　BnaERFB121、BnaERFB122 基因在油菜
不同组织器官中的表达情况
Fig. 7 　The expression profile suggested by analysis
of EST counts of BnaERFB121 and BnaERFB122 genes
植物中普遍存在的一类重要转录因子 ,广泛参与植物
逆境诱导信号转导[4～8 ] 。在转基因拟南芥中各类 AP2Π
ERF转录因子的过量表达显著提高了植株的抗逆
性[15～17 ] 。Sakuma[5 ] 、Riano[18 ]和 Zhuang[6 ]等分别报道拟
南芥、水稻和杨树中有 145、164 和 200 个 AP2ΠERF 家
族转录因子 ,其中 ERF2B1 亚族分别有 15、19 和 16 个。
拟南芥中典型的 ERF2B1 亚族成员有 atERF3、atERF7、
atERF8、atERF9、atERF10 和 atERF11 等 ,该类转录因子
的 DNA 结合域都包含能够特异结合 GCC 盒序列[5 ] 。
进一步研究发现该类转录因子广泛参与了拟南芥细胞
周期、生长发育以及生物和非生物胁迫相关基因的表
达调控[2 ,19 ] 。
寻找本地油菜资源中与抗逆相关的 AP2ΠERF 家
族转录因子 ,对于开展区域性油菜抗逆基因工程研究
具有意义。相比文库筛选、RACE 等方法 ,电子克隆结
合实验克隆基因具有简便高效的优点 ,能够在较短时
间内获得油菜中大量的基因[20 ] 。通过 RACE、探针杂
交从油菜品种 Westar[21 ] 、Jet neuf [22 ] 和 Jinhong 15[23 ] 中
克隆了多个 AP2ΠERF 家族转录因子基因。序列比对
发现 ,从沪油 15 中克隆的AP2ΠERF 家族转录因子与从
Westar、Jet neuf 和 Jinhong 15 中克隆的同类 AP2ΠERF 家
族转录因子同源性很高 ,但也存在一些氨基酸位点差
异 ,说明不同类型 (品种) 油菜 AP2ΠERF 家族转录因子
具有很高的相似性 ,但品种间也存在一定的差别。
参考文献 :
[ 1 ] 　Shinozaki K, Yamaguchi S K. Molecular responses to dehydration and
low temperature :Differences and cross2talk between two stress signaling
pathways[J ] . Curr Opin Plant Biol , 2000 , 3 :217～223
[ 2 ] 　Yamaguchi S K, Shinozaki K. Transcriptional regulatory networks in
cellular responses and tolerance to dehydration and cold stresses [ J ] .
Annu Rev Plant Biol , 2006 , 57 :781～803
[ 3 ] 　Riechmann J L , Meyerowitz E M. The AP2ΠEREBP family of plant
transcription factors[J ] . Biol Chem , 1998 , 379 :633～646
[ 4 ] 　Riechmann J L , Heard J , Martin G, Reuber L , Jiang C , Keddie J ,
Adam L , Pineda O , Ratcliffe O J , Samaha R R , Creelman R , Pilgrim
M , Broun P , Zhang J Z , Ghandehari D , Sherman B K, Yu G.
Arabidopsis transcription factors : genome2wide comparative analysis
among eukaryotes[J ] . Science , 2000 , 290 :2105～2110
[ 5 ] 　Sakuma Y, Liu Q , Dubouzet J G, Abe H , Shinozaki K, Yamaguchi S
K. DNA2binding specificity of the ERFΠAP2 domain of Arabidopsis
DREBs , transcription factors involved in dehydration2and cold2inducible
gene expression[J ] . Biochem Biophys Res Commun , 2002 , 290 :998～
1009
[ 6 ] 　Zhuang J , Cai B , Peng R H , Zhu B , Jin X F , Xue Y, Gao F , Fu X
Y, Tian Y S , Zhao W , Qiao Y S , Zhang Z , Xiong A S , Yao Q H.
Genome2wide analysis of the AP2ΠERF gene family in Populus
trichocarpa[J ] . Biochem Biophys Res Commun , 2008 , 371 :468～474
[ 7 ] 　张　晗 ,信月芝 ,郭惠明 , 程红梅. CBF 转录因子及其在植物抗
冷反应中的作用[J ] . 核农学报 ,2006 ,20 (5) :406～409
[ 8 ] 　阳文龙 ,刘敬梅 ,刘 　强 ,公衍道 ,赵南明. 高羊茅 DREB 类转录
因子基因的分离及鉴定分析[J ] . 核农学报 ,2006 ,20 (3) :187～192
[ 9 ] 　Huang X , Madan A. CAP3 : A DNA sequence assembly program[J ] .
Genome Res , 1999 , 9 :868～877
[10 ] 　Tamura K, Dudley J , Nei M , Kumar S. MEGA4 :Molecular Evolutionary
Genetics Analysis (MEGA) software version 410 [J ] . Mol Biol Evol ,
2007 , 24 :1596～1599
[11 ] 　Gasteiger E , Gattiker A , Hoogland C , Ivanyi I , Appel R D , Bairoch A.
ExPASy: The proteomics server for in2depth protein knowledge and
analysis[J ] . Nucleic Acids Res , 2003 , 31 :3784～3788
[12 ] 　Schwede T , Kopp J , Guex N , Peitsch M C. SWISS2MODEL : An
automated protein homology2modeling server [ J ] . Nucleic Acids Res ,
2003 , 31 :3381～3385
[13 ] 　Schaffer A A , Aravind L , Madden TL , Shavirin S , Spouge J L , Wolf Y
I , Koonin E V , Altschul S F. Improving the accuracy of PSI2BLAST
protein database searches with composition2based statistics and other
refinements[J ] . Nucleic Acids Res , 2001 , 29 :2994～3005
[14 ] 　Cavell A C , Lydiate D J , Parkin I A , Dean C , Trick M. Collinearity
between a 302centimorgan segment of Arabidopsis thaliana chromosome 4
and duplicated regions within the Brassica napus genome [J ] . Genome ,
1998 , 41 :62～69
[15 ] 　Qin Q L , Liu J G, Zhang Z , Peng R H , Xiong A S , Yao Q H , Chen J
M. Isolation , optimization , and functional analysis of the cDNA encoding
transcription factor RdreB1 in Oryza Sativa L. [J ] . Mol Breed , 2007 ,
19 :329～340
[16 ] 　韦善君 ,孙振元 ,巨关升 ,韩 　蕾 ,余龙江. 冷诱导基因转录因子
CBF1 的组成型表达对植物的抗寒性及生长发育的影响[J ] . 核农
学报 , 2005 ,19 (6) :465～468
[17 ] 　Gao M J , Allard G, Byass L , Flanagan A M , Singh J . Regulation and
characterization of four CBF transcription factors from Brassica napus
[J ] . Plant Mol Biol , 2002 , 49 :459～471
(下转第 453 页)
144Journal of Nuclear Agricultural Sciences
2009 ,23 (3) :435～441
率越高。而剂量相同时 ,剂量率高的处理致死率也高 ,
所以在提出致死或半致死剂量时一定要给出采用的剂
量率 ,因为剂量率会对致死剂量产生影响。试验表明
木槿休眠种子在辐照剂量率为 100 和 200GyΠh 时的半
致死剂量为 200～100Gy ,与赵静[9 ] 提出的紫薇种子辐
照的半致死剂量为 184194Gy ,卢兴霞[10 ] 提出的半枝莲
种子辐照的半致死剂量 150～200 Gy 一致 ,而与王文
恩[11 ]提出狗牙根干种子辐照的半致死剂量为 450Gy
相差很大。
313 　辐照剂量率与辐照剂量的确定。试验得出当辐
照剂量率水平大于 200GyΠh 时 ,种子辐照时间不能超
过 015h ,而 50GyΠh 辐照 1h 和 100GyΠh 辐照 015h 和 1h ,
对种子发芽率和幼苗成活率的影响不大 ,而 100GyΠh
对株高影响明显 ,所以对木槿种子而言 ,采用辐照剂量
率为 100GyΠh 比较可行。当以提高苗木成活率为目的
进行辐照时 ,以 50～100Gy 为宜 ,当以促进变异为目的
进行辐照时 ,以 100～200Gy 为宜。这与蔡春菊等[12 ]提
出毛竹种子发生诱变效应的最佳辐照剂量范围为 100
～175Gy 出入不大。而与许奕华[3 ] 提出华山松种子辐
射诱变育种的上限是 40Gy 相差甚远 ,说明不同树种的
种子对辐照的敏感程度不同。
参考文献 :
[ 1 ] 　马　爽 ,李文建 ,周利斌 ,余丽霞 ,董喜存. 观赏植物诱变育种的
研究现状和展望[J ] . 核农学报 ,2007 ,21 (4) :378～382
[ 2 ] 　王志芬 ,闰树林 ,苏学合. 60Coγ射线辐照菘蓝种子的生物学效应
[J ] . 核农学报 ,2006 ,20 (1) :47～48
[ 3 ] 　许奕华 , 张玉平 , 陈梅香 , 鲁韧强. 辐照对华山松种子萌芽以及
幼苗生长的影响[J ] . 核农学报 ,2005 ,19 (4) :307～308
[ 4 ] 　李志能 ,刘国锋 ,包满珠. 悬铃木种子60Coγ辐照及其苗期生物学
性状调查[J ] . 核农学报 ,2006 ,20 (4) :299～302
[ 5 ] 　杨再强 ,王立新. 观赏植物辐射诱变育种研究进展[J ] . 四川林业
科技 ,2006 ,27 (3) :19～23
[ 6 ] 　陈子元. 从辐射育种的发展来展望航天育种的前景 [J ] . 核农学
报 ,2002 ,16 (5) :261～26
[ 7 ] 　王文恩 ,张俊卫 ,包满珠. 60Coγ辐射对野牛草干种子刺激生长效
应[J ] . 核农学报 ,2005 ,19 (3) :191～194
[ 8 ] 　吴问胜 ,程春明 ,王瑞珍 ,黄志勇 ,李 　澍 ,肖平义. 60 Coγ射线辐
射甘薯种子适宜剂量的研究 [J ] . 江西农业学报 ,2007 ,19 (9) :25
～27
[ 9 ] 　赵 静 ,王奎玲 ,刘庆超 ,刘庆华 ,许红印. 紫薇种子 60 Coγ辐射效
应与半致死剂量的确定[J ] . 中国农学通报 ,2008 ,24 (2) :463～465
[10 ] 　卢兴霞 ,杨晶倩 ,漆　群 ,刘　涛 , 王　杰 ,包满珠 ,胡惠蓉. 60 Coγ
对半支莲形态的影响[J ] . 华中农业大学学报 ,2007 ,26 (5) :701～
703
[11 ] 　王文恩 ,包满珠 ,张俊卫. 60Coγ射线对狗牙根干种子的辐射效应
(简报) [J ] . 草地学报 2007 ,15 (2) :187～189
[12 ] 　蔡春菊 ,高 健 ,牟少华. 60 Coγ辐射对毛竹种子活力及早期幼苗
生长的影响[J ] . 核农学报 ,2007 ,21 (5) :436～440
(上接第 441 页)
[18 ] 　Riano P D M , Ruzicic S , Dreyer I , Mueller R B. PlnTFDB : An
integrative plant transcription factor database [J ] . BMC Bioinformatics ,
2007 , 8 :42
[19 ] 　Gutterson N , Reuber T L. Regulation of disease resistance pathways by
AP2ΠERF transcription factors[J ] . Curr Opin Plant Biol , 2004 , 7 :465
～471
[20 ] 　Savitch L V , Allard G, Seki M , Robert L S , Tinker N A , Huner N P ,
Shinozaki K, Singh J . The effect of overexpression of two Brassica CBFΠ
DREB12like transcription factors on photosynthetic capacity and freezing
tolerance in Brassica napus [J ] . Plant Cell Physiol , 2005 , 46 :1525～
1539
[21 ] 　Zhao T J , Sun S , Liu Y, Liu J M , Liu Q , Yan Y B , Zhou H M.
Regulating the drought2responsive element ( DRE)2mediated signaling
pathway by synergic functions of trans2active and trans2inactive DRE
binding factors in Brassica napus [J ] . J Biol Chem , 2006 , 281 :10752～
10759
[22 ] 　Gill R W , Sanseau P. Rapid in silico cloning of genes using expressed
sequence tags ( ESTs) [J ] . Biotechnol Annu Rev , 2000 , 5 :25～44
[23 ] 　Elliott R C , Betzner A S , Huttner E , Oakes M P , Tucker W Q ,
Gerentes D , Perez P , Smyth D R. AINTEGUMENTA , an APETALA22
like gene of Arabidopsis with pleiotropic roles in ovule development and
floral organ growth[J ] . Plant Cell , 1996 , 8 :155～168
354Journal of Nuclear Agricultural Sciences
2009 ,23 (3) :450～453