全 文 ：书西北植物学报!
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文章编号$
#"""($"!
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#"*+,",
%
-
*.//0*#"""($"!*!"#$*"!*"!$%
收稿日期$
!"#%(##(!$
&修改稿收到日期$
!"#$("#(!"
基金项目$国家自然科学基金"
%#","#$1
#&新世纪优秀人才支持计划"
2345(#!(#"+!
#&石河子大学高层次人才启动项目"
6378!""1"!
#&
石河子大学
96:
项目"
96:!"#%"",+
#
作者简介$郭丹丽"
#1)1&
#!女!在读硕士研究生!主要从事植物分子遗传学研究
4(;<.=
$
>?@A<0=."
!
#,%*B@;
"
通信作者$黄先忠!博士!副教授!主要从事遗传学与基因组学研究
4(;<.=
$
C.<0DE@0
F
E#",
!
#,%*B@;
新疆无苞芥锌指蛋白基因的克隆及表达分析
郭丹丽!王崎崎!吴晓庆!费春艳!黄先忠"
"石河子大学 生命科学学院!农业生物技术重点实验室!新疆石河子
)%!""%
#
摘
!
要$利用同源克隆法从新疆无苞芥中克隆获得
#
个锌指蛋白基因"
!
"
#$%
#序列分析表明!
"
#$%
基因的开
放阅读框为
,)$G
H
!推测编码含
!!+
个氨基酸的蛋白质生物信息学分析显示!
I
H
7J:
蛋白含有
#
个典型的
3!K!
型锌指结构!在
3
端含有一个可能具有转录抑制功能的
4L6
结构域系统进化树分析表明
!
"
#$%
编码产物与
拟南芥
LM7J:#
(琴叶拟南芥
L=7J:#
的进化关系较近分离了
!
"
#$%
基因
!"1G
H
的启动子序列!发现该启动
子与拟南芥
&#$%#
基因的启动子序列只有
)$*$N
的相似性!启动子分析表明二者存在多处不同的顺式作用元
件半定量
65(:36
分析表明!
"
#$%
在根(茎(叶(花和果荚中均有表达!在根中的表达量最高
!
"
#$%
基因受
高盐(干旱和低温等胁迫的诱导表达!表明该蛋白涉及多种胁迫相关的信号传导途径
关键词$无苞芥&锌指蛋白&
#$%
基因&逆境
中图分类号$
O+)
&
O+),
文献标志码$
L
$%"&#&

(&!)*
+
,-..#"&/&(%
0
.#."12#&34#&

-,
5,"6-#&7-&-1,"8,*-1$($2-.&
3
4-4
3
51-*$
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U
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F
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9E.EWD.P0.[WY/.M
U
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9E.EWD.
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8.0
-
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3E.0<
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/9.6,(36
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H
Y@MW.0
H
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H
@YM<0MY@=W/.0
H
=<0M/MYW//M@=WY<0BW*!
"
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LD.0BZ.0
F
WY
H
Y@MW.0
F
W0W@Z!()*+,+-)./
"
0)0
"
1*)(+
!
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S
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F
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H
W0YWF
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W0B@A.0
F
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K./!D.0BZ.0(
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U
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F
W0WM.B<0<=
U
/./YW[W<=WAMEH
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\.MELM7J:#<0AL=7J:#*L!
"
#$%
H
Y@;@MWY/W
S
?W0BWB@[WY.0
F
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H
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H
/MYW<;@ZMY<0(
/BY.
H
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1*)(+
!
<0A/E@\WA@0=
U
)$*$N/.;.=U
\.MEMEF
W0W
H
Y@;@MWY*9W[WY<=A.ZZWYW0MB./(W=W;W0M/\WYWZ@?0A<0<=
U
DWA.0M\@
H
Y@;@MWY/*4C
H
YW//.@0<0<=
U
/./G
U
/W;.(
S
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H
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F
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H
U
/*
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0
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$
!()*+,+-)./
"
0)0
"
1*)(+
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D.0BZ.0
F
WY
H
Y@MW.0
&
#$%
F
W0W
&
/MYW//
!!
锌指蛋白是一类具有指状结构域的转录因子!
广泛参与到基因的转录(翻译(
;62L
的运输(细胞
骨架构建(细胞支持(蛋白折叠(染色质修饰等过程!
其主要通过与
Q2L
(
62L
的结合或与其它蛋白质
的相互作用调控目的基因的表达)#(!*锌指蛋白在
真核生物基因组中十分丰富!根据半胱氨酸"
3
U
/
#
和组氨酸"
K./
#残基的数目和位置!可将锌指蛋白
分为
3!K!
(
3%K!3%
和
3%K3$%
个亚类)%*
目前己经在拟南芥(矮牵牛(小麦(棉花(大豆以
及水稻等植物中发现了许多锌指蛋白结构基因!而
大部分属于
3!K!
型
3!K!
型锌指蛋白是研究最
为清楚的一类!由
!
个
3
U
/
和
!
个
K./
与
70
!]形成
配位键!进而形成包含一个
"
发夹和一个
#
螺旋的
紧密指状结构)$*植物
3!K!
型锌指蛋白的
#
螺旋
区一般都有一个
OLX>>K
的高度保守序列!是植
物锌指蛋白所特有的)*
锌指蛋白是一个庞大的基因家族!主要参与植
物各个时期的生长发育!以及环境胁迫下基因的表
达调控),(##*拟南芥
3!K!
型锌脂蛋白基因
&#$!
(
34#
受干旱(寒冷及高盐等非生物胁迫的诱导)+*&
盐芥锌脂蛋白基因
45#$#
也参与到植株的耐盐和
耐旱过程中)*&水稻中的锌指蛋白基因
634
可以
通过气孔的开放增强水稻的耐旱和耐盐性)1*&水稻
中的锌指蛋白基因
#$%#)!
与植物的抗氧化胁迫有
关!过量表达
#$%#)!
基因可以使植株中的
9IQ
和
L:8
酶的活性增强)#"*&大豆中的
7*#$%#
基因随
着种子的发育!表达量也随之增加!表明锌指蛋白除
了能调节花的发育外!还可以调节种子的发育)##*
无苞芥"
!()*+,+-)./
"
0)0
"
1*)(+
!异种名之一
是
&,+-)./
"
0)0
"
1*)(+
#是十字花科无苞芥属植
物)#!*!俗称新疆小拟南芥!具有高光效(繁殖力强(
适应干旱气候等生物学特性!而且具有比拟南芥更
耐高盐胁迫的生理特性)#%(#$*无苞芥含有
!0^%!
条染色体!基因组大小约是拟南芥的
!
倍)#*无苞
芥是植物生物学研究较好的材料!可以利用它研究
平行进化的同源基因和进化中产生的新基因近年
来我们以无苞芥为研究材料!开展了遗传转化方面
的研究)#,(#+*本研究克隆了无苞芥的锌指蛋白基因
!
"
#$%
及其启动子序列(进行了基因和启动子的
生物信息学分析!并对
!
"
#$%
基因的组织表达和
非生物胁迫诱导表达进行了研究!旨在为进一步研
究该基因的功能打下基础
#
!
材料和方法
<*<
!
材
!
料
新疆无苞芥种子采自于石河子蘑菇湖周边的盐
碱地!种子的灭菌和室内培养参照文献)#$*中的方法
进行将播种在
#
%
!_9
的固体培养基上培养至
!
$
%
片真叶期的无苞芥进行各种胁迫处理将幼苗
转到含
!"";;@=
%
X2<3=
的
#
%
!_9
中分别进行
"
(
,
(
#!
(
!$
(
$)
和
+!E
的盐胁迫处理&将培养皿放
入
$`
恒温培养箱中!分别培养
"
(
!
(
$
(
,
(
)
和
#!
E
!进行低温胁迫处理&将幼苗转到含
!"N :4>(
,"""
的
#
%
!_9
液体培养基中!分别培养
"
(
!
(
$
(
,
(
)
和
#!E
进行干旱胁迫处理收集各处理的幼苗!
迅速置于液氮中速冻后于
&)"`
冰箱中保存备用
<*=
!
方
!
法
<>=><
!
?@/
的提取和
3A@/
的合成
!
总
62L
提
取采用
5TL2>42
公司的
62L
H
YW
HH
?YW:=<0M
V.M
试剂盒!参照说明书提取
BQ2L
模板的第
#
链
的制备!根据
:Y@;W
F
<
公司
_(_Xa6W[WY/W5Y<0(
/BY.
H
M合成
<>=>=
!
,
3
678
基因及启动子的克隆
!
根据已经发
表的植物锌指蛋白同源基因设计扩增
!
"
#$%
基因
的引物
I
H
7J:(J
和
I
H
7J:(6
"表
#
#!基因组
Q2L
采用
35Lb
法提取)#)*!分别以无苞芥叶片
BQ2L
和
Q2L
为模板使用
5公司
4C4+
8
扩增目
的基因!
:36
产物经琼脂糖凝胶电泳检测!切胶纯
化后!与
:Y@;W
F
<
有限公司的
H
>4_(54U
载体
连接并转化
92:/()QK
#
感受态细胞!将鉴定正确
的阳性克隆质粒送北京六合华大基因科技股份有限
公司测序
以小拟南芥
Q2L
为模板使用
4C4+
8
扩增
!
"
#$%
基因启动子引物为
H
I
H
7J:J
和
H
I
H
7J(
:6
"表
#
#
:36
产物经琼脂糖凝胶电泳检测!切胶
纯化后!与
H
>4_(54U
载体连接并转化
92:/()
QK
#
感受态细胞!经鉴定正确的阳性克隆质粒送
北京六合华大基因有限公司测序
<>=>B
!
,
3
678
基因生物信息学分析
!
利用
:Y@M(
:"
EMM
H
$%%
\\\*WC
H
U
*BE
%
M@@=/
%
H
Y@M
H
EM;=
#软件分析
!
"
#$%
基因编码蛋白质的基本理化
性质&
:Y@M9B<=W
"
EMM
H
$%%
WC
H
U
*@Y
F
%
M@@=/
%
H
Y@M/B<=W*
EM;=
#软件分析
I
H
7J:
蛋白的疏水性(亲水性&
5_(
K__(!*"
"
EMM
H
$%%
\\\*BG/*A?M*Ac
%
/WY[.BW/
%
5_K__(!*"
#分析其跨膜结构&
:9I65
"
EMM
H
$%%
H
/@YM*E
F
B*
-H
%#预测蛋白的亚细胞定位情况
利用
23bT
的
b=H
程序进行
!
"
#$%
基因编
码蛋白质的同源性查找!利用
_4>L*"
进行
7J:
蛋白的系统进化分析!蛋白序列比对利用
3=?/M<=R
程序进行!进化树利用
2W.
F
EG@Y(d@.0.0
F
方法构建!
其中进行
#"""
次
b@@M/MY<
H
分析以使得分支的结
果更可靠)#1*
$$!
西
!
北
!
植
!
物
!
学
!
报
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
%$
卷
;aT95L
软件比对启动子序列"
EMM
H
$%%
F
W(
0@;W*=G=*
F
@[
%
[./M<
%
;[./M<
%
/?G;.M*/EM;=
#&
599:
软件预测启动子的转录起始位点"
EMM
H
$%%
=.0?C#*
/@ZMGWYY
U
*B@;
%
GWYY
U
*
H
EM;=
#&
:=<0M3L64
"
EMM
H
$%%
G.@.0Z@Y;H
/G*?
F
W0M*GW
%
\WGM@@=/
%
H
=<0MB%
EM;=
%#和
:XL34
"
EMM
H
$%%
\\\*A0<*F
@*
-H
%
:XL34
%
/.
F
0<=/B<0*EM;=
#预测启动子区域的顺式
作用元件
<>=>C
!
,
3
678
基因组织表达和胁迫诱导表达分析
!
采用半定量
65(:36
技术进行基因的组织表达(
胁迫表达分析基因特异引物为
I
H
7J:(65J
和
I
H
7J:(656
"表
#
#!扩增
!)
个循环内参引物利
用无苞芥的肌动蛋白基因
&:);!
"
d7##11#
#的引
物
LBM.0!(J
和
LBM.0!(6
"表
#
#!扩增
!
个循环
:36
产物在
#N
的琼脂糖凝胶上电泳检测
表
<
!
本研究所用的引物名称
5!
:36
H
Y.;WY/?/WA.0ME.//M?A
U
引物名称
:Y.;WY0<;W
引物序列
:Y.;WY/W
S
?W0BW
"
e
#
%e
#
用途
J?0BM.@0
I
H
7J:(J
I
H
7J:(6
LL353L3L3553L355333L3>
>L3>L335LL3355553533L5
基因克隆
>W0WB=@0W
H
I
H
7J:J
H
I
H
7J:6
55>>L5L53555>>L>5>L>3>>>
55355>L53533555>L5>>L3>>55I
启动子克隆
:Y@;@M@YB=@0W
I
H
7J:(65J
I
H
7J:(656
53L>3LL>LL3L555>>3L>
L3>55>L335>55L553>33
基因表达分析
>W0WWC
H
YW//.@0
LBM.0!(J
LBM.0!(6
>>5LL3L55>5>353L>5>>5>>
LL3>L3355LL53553L5>35>3
内参基因
6WZWYW0BW
F
W0W
!
!
结果与分析
=*<
!
无苞芥锌指蛋白基因的克隆与分析
分别以无苞芥叶片
BQ2L
和基因组
Q2L
为模
板扩增目的基因!均获得大小约为
#"""G
H
左右的
片段
:36
产物经克隆测序分析表明!从
BQ2L
和
从
Q2L
中所扩增的碱基序列一致!将该基因命名
为
!
"
#$%

!
"
#$%
基因长度为
1,"G
H
!包含
,)$
G
H
的开放式阅读框!推测编码
!!+
个氨基酸!并且
包含
+,G
H
的
e(P56
!
!""G
H
的
%e(P56
"图
#
#
b=比对分析表明
!
"
#$%
分别与拟南芥
&<
#$%#
(琴叶拟南芥
&(#$%#
基因的核苷酸序列相
似性分别为
1%N
(
1#N
!并且三者结构相同!没有内
含子序列"图
!
#
=>=
!
,
3
678
基因的生物信息学分析
:Y@M:软件分析表明
I
H
7J:
蛋白的分子
式为
3
!"+1
K
%$+,
2
,)$
I
)
9
#)
!相对分子量为
,*)
VQ<
!等电点为
*#$
!属于酸性蛋白
:Y@M9B<=W
分
析
I
H
7J:
蛋白氨基酸序列的疏水性%亲水性表明!多
肽链第
!,
位的谷氨酰胺
O
具有最高的分值
#*+,+
!
第
+
位的谷氨酰胺
O
具有最低的分值
&%*%%%
!就整
条链来看!疏水性氨基酸多于亲水性氨基酸!且在整
个肽链中是均匀分布的因此!整个多肽链没有明
显的亲水区域!表现为疏水性!可认为
I
H
7J:
是疏
水性蛋白
5_K__(!*"
预测表明
I
H
7J:
蛋白无
图
#
!
!
"
#$%
核苷酸序列和推断的氨基酸序列
J.
F
*#
!
5EW0?B=W@M.AW/W
S
?W0BW<0AAWA?BWA<;.0@S
?W0BW@Z!
"
#$%
F
W0W
$!
!
期
!!!!!!!!!!!!!
郭丹丽!等$新疆无苞芥锌指蛋白基因的克隆及表达分析
明显的跨膜结构域!说明
I
H
7J:
不是膜蛋白
:9I65
软件预测该蛋白的亚细胞定位情况!发现
I
H
7J:
没有明显的信号肽!既不定位于线粒体上又
不定位于叶绿体中
9I_:L
软件预测二级结构表明!该蛋白中形
成
#
螺旋的氨基酸有
+"
个!占总数的
%"*)$N
&无
规则卷曲由
#!,
个氨基酸形成!占总数的
*#N
&
还含有
#"*+N
的延伸链和
%*")N
的
"
转角"图
%
#
与其它植物的氨基酸序列
b=H
比对结果表明!
I
H
7J:
与
LM7J:#
的相似性最高!为
1"N

I
H
7J:
与拟南芥
LM7J:#
"
2:
+
#+)#))
#(琴叶拟南芥
L=7J:#
"
8:
+
""!))+)#!
#(蓖麻
6B7J:
"
8:
+
""!!+%#$
#(可可
5B7J:
"
4If!,"#%
#(大豆
>;7J:#
"
3LV!$1,
#的氨
基酸比对分析表明"图
$
#!其编码产物含有一个典型
的
3!K!
锌指结构!并且具有在植物中高度保守的
OLX>>K
的序列!在
3
端含有一个具有
QX5XVX
序列的
4L6(;@M.Z
"
46J(H
E.
H
E.=.BYW(
H
YW//.@0A@;<.0
#!已有的报道表明具有
4L6(;@M.Z
图
!
!
!
"
#$%
基因与
&#$%#
(
&(#$%#
基因结构比较
J.
F
*!
!
5EWB@;
H
F
W0W/MY?BM?YW/<;@0
F
!
"
#$%
!
&#$%#<0A&(#$%#
图
%
!
!
"
#$%
基因编码蛋白的二级结构
大写字母为
!
"
#$%
基因编码的氨基酸序列&
E*
#
螺旋&
B*
无规则卷曲&
W*
延伸链&
M*
"
转角
J.
F
*%
!
9WB@0AU
/MY?BM?YW@ZMEWB@AWA
H
Y@MW.0@Z!
"
#$%
F
W0W
3<
H
.M<==WMMWY/S
?W0BW/B@AWAG
U
!
"
#$%
&
E*L=
H
E&
B*6<0A@;B@.=
&
W*4CMW0AWA/MY<0A
&
M*bWM图
$
!
I
H
7J:
蛋白氨基酸序列同其它植物
7J:
同源蛋白的多重比对
L*3!K!
锌指结构&
b*OLX>>K
保守序列&
3*4L6
结构域
J.
F
*$
!
_?=M.
H
=W/W
S
?W0BW/<=.
F
0;W0M@ZI
H
7J:
H
Y@MW.0<;.0@S
?W0BW\.MEMEH
=<0M/
H
WB.W/
L*3!K!D.0BZ.0
F
WY/MY?BM?YW
&
b*OLX>>KB@0/WY[WA/W
S
?W0BW
&
3*4L6(;@M.Z
,$!
西
!
北
!
植
!
物
!
学
!
报
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
%$
卷
结构域的锌指蛋白一般具有转录抑制活性)!"*
=>B
!
D
+
245
蛋白的系统进化分析
为了研究
I
H
7J:
与其他植物的进化关系!根
据无苞芥
I
H
7J:
蛋白序列检索
23bT
数据库同源
蛋白序列!构建了
I
H
7J:
与其他植物的锌指蛋白
7J:
的系统进化树"图

#结果表明
I
H
7J:
与拟
南芥
LM7J:#
(琴叶拟南芥
L=7J:#
的亲缘关系最
近!属于同一进化分支
=>C
!
,
3
678
的启动子顺式作用元件分析
通过
:36
扩增!获得了无苞芥
!"1G
H
的启动
子序列与拟南芥
#$%#
基因的启动子序列比较!
二者的相似性为
)$*$N
利用
;aT95L
软件)!#*将
!
"
#$%
基因启动子序列与拟南芥
#$%#
基因的启
动子序列比较!发现二者有很大程度的不同"图
,
#
利用启动子分析的相关软件!分别对这两种植物
#$%
基因的启动子进行分析通过
599:
在线软
件预测启动子的转录起始位点!表明
!
"
#$%
启动
子的转录起始位点"
MY<0/BY.
H
M.@0/M!
599
#位
于起始密码子
L5>
上游
#"%G
H
"图
+
#!而拟南芥
&#$%
基因的启动子分别在
L5>
上游
1!G
H
处
分别用
:=<0M3L64
和
:XL34
软件分析该启动子
的顺式作用元件"
B./(W=W;W0M
#该启动子序列分别
在
&%#G
H
和
&%,G
H
处有核心启动子元件
5L5L(
G@C
"
Q
#和
3LL5(G@C
"
3
#!除此之外还含有多个不
同的元件"图
+
!表
!
#该启动子与拟南芥
&#$%#
基因的启动子序列相比较!发现二者都含有光响应(
干旱响应(低温响应(生长素响应(乙烯响应和生理
节奏等元件等"表
!
#!暗示着
!
"
#$%
和
&#$%#
基因在功能上存在着相似性&但
!
"
#$%
基因启动
子上存在着
&#$%#
上没有的元件!如$逆境响应(
高效转录(抗氧化作用元件!并且在
&#$%#
基因
启动子也有其独有的元件如$热胁迫响应元件(伤口
响应元件以及
_fbK[#
结合位点"表
!
#!说明
!
"
#$%
和
&#$%#
基因在功能上可能存在较大
差异
=>E
!
,
3
678
基因在组织中及胁迫下的表达分析
半定量
65(:36
实验结果表明!
!
"
#$%
基因
在无苞芥的根(茎(叶(花(果荚中均有表达!在根中
图

!
I
H
7J:
与其他植物锌指蛋白的氨基酸进化树分析
黑色三角形代表本研究克隆的
I
H
7J:
蛋白&图中分支点的数字表示
G@@M/MY<
H
验证中
基于
#"""
次重复该节点可信度的百分比&标尺代表遗传距离
J.
F
*
!
:E
U
=@
F
W0WM.BMYWW@ZI
H
7J:<0A@MEWYD.0BZ.0
F
WY
H
Y@MW.0/ZY@;E.
F
EWY
H
=<0M/
H
WB.W/
5Y.<0
F
=W.0A.BH
7J:?/WA.0ME.//M?A
U
&
5EW0?;GWY@0MEWGY<0BEW/YW
H
YW/W0M/MEWYW=.U
H
WYBW0M@ZG@@M/MY<
H
[<=?W/GH
=.B&
5EW/B<=WGH
YW/W0M/
F
W0WM.BA./M<0BW
图
,
!
;aT95L
软件)!#*比对分析
!
"
#$%
和
&#$%#
基因的启动子序列的相似性
599*
转录起始位点&
L5>*
翻译起始位点&上方的粗黑色直线代表
!
"
#$%
基因启动子序列!
下方峰图代表
!
"
#$%
基因启动子与
&#$%#
基因启动子的核苷酸大于
"N
的相似性
J.
F
*,
!
:<.Y\./W<=.
F
0;W0M@Z#$%
F
W0W
H
Y@;@MWY/W
S
?W0BW/GWM\WW0
!2
"
1*)(+<0A&,+-)./
"
0)05+()+;+?/.0
F
;aT95L
599*5Y<0/BY.
H
M.@0/M&
L5>*5Y<0/=&
5EWM@
H
@ZMEWG=H
YW/W0M/MEW
H
Y@;@MWY
/W
S
?W0BW/@Z!
"
#$%
F
W0W*>Y<
H
E.B<=@?M
H
?M/E@\/GH
<.Y.AW0M.M
U
@ZMEWM\@
H
Y@;@MWY/
GWM\WW0!
"
#$%
F
W0W<0A&#$%#
F
W0W.0F
W@Z"NM@#""N
+$!
!
期
!!!!!!!!!!!!!
郭丹丽!等$新疆无苞芥锌指蛋白基因的克隆及表达分析
图
+
!
!
"
#$%
基因启动子作用元件分析
各字母的解释见表
!
J.
F
*+
!
L0<=
U
/./@Z!
"
#$%
H
Y@;@MWY
H
@MW0M.<=;@M.Z/
L=@ZMEW=WMMWY/表
=
!
,
3
678
和
!#678<
基因启动子顺式调控元件比较
5!
3@;
H
F
W=W;W0M/A./MY.G?MWA.0MEW
H
Y@;@MWYYW
F
.@0@Z!
"
#$%<0A&#$%#
F
W0W
预测元件
:YWA.BMWAW=W;W0M
&#$%#
启动子中的元件
4=W;W0M/.0&#$%#
F
W0W
H
Y@;@MWY
!
"
#$%
启动子中的元件
4=W;W0M/.0!
"
#$%
F
W0W
H
Y@;@MWY
元件在
!
"
#$%
基因
启动子中的位置
5EW
H
@/.M.@0@ZMEWW=W;W0M
.0!
"
#$%
F
W0W
H
Y@;@MWY
光响应元件
X.
F
EMYW/
H
@0/.[WW=W;W0M
L(b@C
!
L535(;@M.Z
!
bI8T
!
3LL5(
;@M.Z
!
>(b@C
!
>(G@C
!
XL_:(W=W(
;W0M
!
:B(3_L!B
!
9
H
#
!
>L(;@M.Z
!
>L>(;M.Z
!
>L5L(;@M.Z<0AT(G@C
L34
!
b@C$
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b@C
%
!
>(G@C
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>(b@C
!
>L5L(;@M.Z
!
T(G@C
!
L4G@C
!
L535(
;@M.Z
!
bI8T
!
9
H
#
!
535(;@M.Z<0A
BE/(3_L!<
Z
!
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W
!
&
S
!
&Y
!
&B
!
&G
!
0
!
C
!
@
!
&@
!
E
!
=<0A
U
干旱响应元件
_fbG.0A.0
F
/.MW.0[@=[WA.0AY@?
F
EM(.0A?B.G.=.M
U
_b9 _b9 M
胚乳特异表达顺式调控元件
6W
F
?=U
W=W;W0MYW
S
?.YWAZ@YW0A@/
H
WY;WC
H
YW//.@0
9c.0
+
#;@M.Z 9c.0
+
#;@M.Z A
低温响应元件
T0[@=[WA.0=@\(MW;
H
WYH
@0/.[W0W//
X56 X56 [
生理节奏调节有关
6W
F
?=U
W=W;W0M.0[@=[WA.0B.YBB.Y生长素响应元件
6W
F
?=U
W=W;W0M.0[@=[WA.0H
@0/.[W0W//
L?C66(B@YW<0A5>L(W=W;W0M L?C66(B@YW .
乙烯响应元件
4ME
U
=W0W(YW/
H
@0/.[WW=W;W0M
464 464
-
赤霉素响应元件
>.GGWYW=.0(YW/
H
@0/.[WW=W;W0M
>L64(;@M.Z<0A:(G@C
热胁迫响应元件
T0[@=[WA.0EWH
@0/.[W0W//
K94
伤口响应元件
R@?0A(YW/
H
@0/.[WW=W;W0M
RP2(;@M.Z
_fbK[#
结合位点
_fbK[#G.0A.0
F
/.MW
33LL5(G@C
)$!
西
!
北
!
植
!
物
!
学
!
报
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
%$
卷
续表
!
!
3@0M.0?WA5逆境响应元件
T0[@=[WA.0AWZW0/W<0A/MYW//YW/
H
@0/.[W0W//
53(Y.BEYW
H
WF
高效转录元件
3@0ZWYY.0
F
E.
F
EMY<0/BY.
H
M.@0=W[W=/
P56:
U
(Y.BE/MYWMBE L
水杨酸相关作用元件
T0[@=[WA.0/<=.B
U
=.BH
@0/.[W0W//
53L(W=W;W0M
H
抗氧化作用元件
6W
F
?=U
W=W;W0MW//W0M.<=Z@YMEW<0L64 ?
调节元件
6W
F
?=U
W=W;W0M
L(G@C b
缺氧诱导元件
T0[@=[WA.0<0@C.B/
H
WB.Z.B.0A?B.G.=.M
U
>3(;@M.Z &富含
L5
的
Q2L
结合位点
b.0A.0
F
/.MW@ZL5(Y.BEQ2LG.0A.0
FH
Y@MW.0
L5(Y.BEW=W;W0M c
_WdL(
响应元件
T0[@=[WA.0MEW_WdL(YW/
H
@0/.[W0W//
5>L3>(;@M.Z 4
玉米素调节元件
T0[@=[WA.0DW.0;WMF
?=I!(/.MW ;
图
)
!
无苞芥不同组织中
!
"
#$%
基因的表达
J.
F
*)
!
4C
H
YW//.@0
H
"
#$%
F
W0W
.0A.ZZWYW0MM.//?W/@Z!2
"
1*)(+
图
1
!
不同非生物胁迫下
!
"
#$%
基因的表达分析
L*!"";;@=
%
X
氯化钠&
b*$`
&
3*!"N:4>(,"""
J.
F
*1
!
4C
H
YW//.@0
H
"
#$%.0YW/
H
@0/W
M@[H
WY.@A/
L*!"";;@=
%
X2<3=
&
b*$`
&
3*!"N:4>(,"""
的表达量最高!其次是在茎和花中!在叶片和果荚中
表达量最低"图
)
#
对
,
$
)
片真叶期无苞芥幼苗进行高盐"
!""
;;@=
%
X2<3=
#(低温"
$ `
#和干旱"
!"N :4>(
,"""
#处理!半定量
65(:36
实验表明!盐胁迫处理
,
$
#!E!
"
#$%
基因表达明显上升!
$E
后开始逐
渐下降!
+!E
后低于对照水平"图
1
!
L
#低温"
$
`
#胁迫
#E
!
"
#$%
基因的表达量显著升高!直到
#!E
一直保持较高的表达水平"图
1
!
b
#干旱
"
!"N:4>(,"""
#胁迫处理
#
$
!E
内!
"
#$%
基因
的表达水平显著升高!
$E
后逐渐降低!
,E
恢复到
对照水平"图
1
!
3
#
%
!
讨
!
论
植物对逆境的诱导抗性包括植物细胞对逆境信
号的感知(信号传递及防御反应基因表达的转录(翻
译水平的改变等复杂的过程!其中转录因子在介导
细胞质内信号进入细胞核!调节防御反应基因表达
过程中起重要的调节作用)!!*研究生活在极端环
境下的拟南芥近缘种无苞芥中的耐逆同源基因!有
利于解析高等植物响应逆境胁迫生理生态适应机
制锌指蛋白普遍存在于植物中!在调节植物基因
表达和抗性反应上起重要作用!目前已鉴定的锌指
蛋白大多数属于
3!K!
型),*本研究从新疆特殊生
境植物无苞芥中克隆了一个单锌指结构的
3!K!
型
基因
!
"
#$%
!同
&#$%#
基因类似!没有内含子!
编码的蛋白含有典型的
3!K!
和
4L6
结构域系
统进化树分析结果显示!
I
H
7J:
蛋白与拟南芥
LM(
7J:#
和琴叶拟南芥
LT7J:#
的亲缘关系最近
研究结果表明!
!
"
#$%
和
&#$%#
)
!%
*基因核
苷酸序列有
1%N
的相似性!但二者的启动子序列的
相似性为仅为
)$*$N
!启动子分析表明
!
"
#$%
和
&#$%#
基因的启动子上含有多个相同的与逆境相
关的顺式作用元件!暗示二者参与逆境信号转导中
起着相似的功能!但
!
"
#$%
基因启动子上存在着
一些特异的顺式作用元件!说明
!
"
#$%
与
&<
#$%#
基因在功能上存在着一定的差异
基因表达分析表明
!
"
#$%
基因在根(茎(叶(
1$!
!
期
!!!!!!!!!!!!!
郭丹丽!等$新疆无苞芥锌指蛋白基因的克隆及表达分析
花和果实中都有表达和
&#$%#
基因类似!在根
中都有较高的表达!但
!
"
#$%
在茎中的表达量并
不高对拟南芥
&#$%#
基因的胁迫表达分析表
明!
&#$%#
基因受干旱(盐和
LbL
的诱导)!$*同
样!
!
"
#$%
基因的表达受高盐(干旱和低温的诱
导!但低温诱导
!
"
#$%
基因的表达量明显高于高
盐和干旱胁迫!说明本研究中克隆的
!
"
#$%
基因
可能与植物的抗冷性有关无苞芥
#$%
基因在逆
境胁迫中功能!还需进一步深入的研究
参考文献!
)
#
*
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