全 文 ：书羊草犇犚犈犅转录因子的系统发育和功能研究
马兴勇１，２，彭献军１，２，苏蔓１，２，张乐新１，２，周庆源１，
陈双燕１，程丽琴１，刘公社１
（１．中国科学院植物研究所资源植物研发重点实验室，北京１０００９３；２．中国科学院研究生院，北京１０００４９）
摘要：羊草是兼具经济价值和生态价值的重要牧草，具有耐寒、耐旱和耐盐碱的特点。在植物应对非生物胁迫的过
程中，ＤＲＥＢ转录因子起到关键作用。然而，目前在ＧｅｎＢａｎｋ的核酸数据库和ＥＳＴ数据库中羊草仅有２条ＤＲＥＢ
序列，其中只有１个ＤＲＥＢ基因的功能得到实验验证。本研究从羊草转录组测序数据中１次挖掘了２６条ＤＲＥＢ
ＥＳＴ。用羊草ＥＳＴ和拟南芥基因组中ＤＲＥＢ基因的蛋白序列构建了系统发育树，犔犮犇犚犈犅２１位于第４类群，是
ＤＲＥＢ２类转录因子基因。通过ＲＡＣＥ，获得了犔犮犇犚犈犅２１编码区全长（Ｇｅｎｂａｎｋ登入号：ＪＮ８６０４３７）。荧光定量
ＰＣＲ结果表明，其表达受干旱和高盐诱导。另外，通过酵母单杂交实验证明了犔犮犇犚犈犅２１具有转录激活功能；通
过表达ＧＦＰ融合蛋白证明其专一性定位在细胞核中。总之，犔犮犇犚犈犅２１是一个具有转录激活功能和细胞核专一
定位能力的转录因子，可能在植物应对干旱和高盐胁迫的过程中起作用。本实验结果丰富了羊草抗逆基因数据
库，为植物改良提供了基因资源。
关键词：羊草；ＤＲＥＢ；渗透胁迫；系统发育
中图分类号：Ｓ５４３＋．９０３；Ｑ９４３．２　　文献标识码：Ａ　　文章编号：１００４５７５９（２０１２）０６０１９００８
　　干旱、高盐和低温等非生物胁迫影响植物的生长发育，植物中相应发生一系列分子水平的变化来适应胁
迫［１］。转录因子调控逆境相关基因在特异时空内表达，是植物响应逆境的一个重要组成部分［２］。ＤＲＥＢ（ｄｅｈｙ
ｄｒａｔｉｏｎｒｅｓｐｏｎｓｉｖｅｅｌｅｍｅｎｔｂｉｎｄｉｎｇｐｒｏｔｅｉｎｓ）是植物中已知的与非生物胁迫相关的最重要的转录因子基因之
一［１］。ＤＲＥＢ转录因子分为ＤＲＥＢ１和ＤＲＥＢ２两类，分别在植物响应低温胁迫和渗透胁迫的过程中起作用［３］。
ＤＲＥＢ转录因子通过与启动子上的ＤＲＥ／ＣＲＴ元件结合，激活下游一系列与非生物胁迫相关基因的表达［１］。基
因芯片分析表明，两类ＤＲＥＢ转录因子的下游基因有重叠的部分但并不完全相同［４］。ＤＲＥＢ２类转录因子除了
响应渗透胁迫外，也响应高温胁迫。另外，有些ＤＲＥＢ转录因子基因的表达受放牧［５］或创伤的诱导［６］。拟南芥
（犃狉犪犫犻犱狅狆狊犻狊狋犺犪犾犻犪狀犪）［３］、水稻（犗狉狔狕犪狊犪狋犻狏犪）［７］和玉米（犣犲犪犿犪狔狊）［８］等植物中克隆到的ＤＲＥＢ转录因子，已被
证明可以用来提高植物的抗逆能力。许多研究者已经将该类基因转化到各种草坪草及牧草之中，并成功获得了
综合抗性增强的转基因植株［９］。
羊草（犔犲狔犿狌狊犮犺犻狀犲狀狊犻狊）隶属禾本科（Ｇｒａｍｉｎｅａｅ）赖草属，在我国东北和内蒙古有广泛分布［１０］。羊草兼具重
要的经济价值和生态价值，是一种非常重要的乡土草。羊草具有发达的根茎，可以通过根茎进行无性繁殖［１１］。
羊草具有耐寒和耐盐碱的特点，对ＮａＣｌ、Ｎａ２ＣＯ３ 处理的最高耐受浓度可分别达到６００和１７５ｍｍｏｌ／Ｌ［１２］。虽然
羊草具有很好的抗逆能力，但是关于其抗逆分子机理的研究较少。目前，羊草中仅有几丁质酶ＣｌａｓｓⅡ、乙醛脱氢
酶、光系统Ⅱ外周蛋白和ＶＡＴＰａｓｅ等少数基因被克隆［１３１７］。作者所在的实验室也成功地克隆并鉴定了羊草中
的１个ＤＲＥＢ转录因子基因［５］。目前羊草的基因组信息相对较少，这限制了羊草抗逆分子机理的研究和相关基
因的克隆。通过构建ｃＤＮＡ文库并对部分ｃＤＮＡ克隆测序来获得ＥＳＴｓ，是获得基因组信息的有效方法［１８］。Ｊｉｎ
等［１９］构建了碱性环境胁迫下羊草叶和根的ｃＤＮＡ文库，并测序得到了１２２８条ＥＳＴｓ。王丽娟等［２０］通过构建羊
草叶片ｃＤＮＡ文库并测序得到了２８５条ＥＳＴｓ。然而，通过这种方法获得的ＥＳＴｓ数量仍然是有限的。目前，
１９０－１９７
２０１２年１２月
　　　草　业　学　报　　　
　　　ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ　　　
第２１卷　第６期
Ｖｏｌ．２１，Ｎｏ．６
收稿日期：２０１１１２０５；改回日期：２０１２０３１２
基金项目：国家重点基础研究发展计划（９７３计划）（２００７ＣＢ１０８９０５）和国家自然科学基金（３１１７０３１６）资助。
作者简介：马兴勇（１９８４），男，河北南宫人，硕士。Ｅｍａｉｌ：ｘｉｎｇｙｏｎｇｍａ＠１２６．ｃｏｍ
通讯作者。Ｅｍａｉｌ：ｌｑｃｈｅｎｇ＠ｉｂｃａｓ．ａｃ．ｃｎ，ｌｉｕｇｓ＠ｉｂｃａｓ．ａｃ．ｃｎ
ＧｅｎＢａｎｋ的核酸数据库（ｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅｄａｔａｂａｓｅ）中仅有羊草序列７２条，ＥＳＴ数据库（ｄｂＥＳＴ）中仅有羊草序列
１６９２条，２个数据库共有２条ＤＲＥＢ序列。ＤＲＥＢ转录因子属于ＥＲＦ家族中的ＤＲＥＢ亚家族，在拟南芥基因组
中该亚家族有５７个成员。据此，羊草ＤＲＥＢ亚家族基因序列尚有潜力可挖。作者所在实验室对羊草转录组进
行了高通量测序，获得了大量ＥＳＴ。本研究通过构建系统发育树，对ＥＳＴ数据中的ＤＲＥＢ转录因子基因进行系
统挖掘，并选择其中的犔犮犇犚犈犅２１基因进行功能验证。
１　材料与方法
１．１　材料
羊草和拟南芥，２０１０年种植于中国科学院植物研究所培养室，恒温２３℃，１６ｈ光照，８ｈ黑暗。
１．２　方法
１．２．１　高通量测序　羊草种植在塑料钵中，８周大的幼苗（４叶期）用于实验。幼苗经低温和干旱处理，取样，混
合后提取ＲＮＡ。经反转录，建库，使用４５４ＧＳＦＬＸ进行测序（测序工作由中国科学院国家基因研究中心完成）。
测序数据通过ＧｏＰｉｐｅ进行ＧＯ（ｇｅｎｅｏｎｔｏｌｏｇｙ）分析，通过ＮＣＢＩ的ｂｌａｓｔ进行核酸和蛋白的同源性分析，通过与
ＣＤＤ数据库比对进行ＫＯＧ（ｃｌｕｓｔｅｒｓｏｆｅｕｋａｒｙｏｔｉｃｏｒｔｈｏｌｏｇｏｕｓｇｒｏｕｐｓ）分析。
１．２．２　ＲＡＣＥ　羊草幼苗经４００ｍｍｏｌ／ＬＮａＣｌ处理，提取总ＲＮＡ，经反转录的ｃＤＮＡ第一链为模板。采用
Ｃｌｏｎｔｅｃｈ公司的ＲＡＣＥ试剂盒。犔犮犇犚犈犅２１基因引物和ＵＰＭ引物序列分别为：５′ＴＧＡＡＧＴＴＡＴＣＣＣＴＡＴＴ
ＧＣＴＣＣＧＣＡＴＧＡＣ３′；５′ＣＴＡＡＴＡＣＧＡＣＴＣＡＣＴＡＴＡＧＧＧＣＡＡＧＣＡＧＴＧＧＴＡＴＣＡＡＣＧＣＡＧＡＧＴ３′。
１．２．３　荧光定量ＰＣＲ　对于盐胁迫，将羊草幼苗根部浸入４００ｍｍｏｌ／ＬＮａＣｌ溶液，干旱胁迫用２０％ＰＥＧ６０００
模拟，ＡＢＡ处理使用浓度为１００μｍｏｌ／Ｌ，低温处理将羊草苗放进４℃冰箱。４种处理后，分别在０，１，３，８，１２和
２４ｈ时取材，提取ＲＮＡ。经ＤＮａｓｅＩ消化的ＲＮＡ反转录成ｃＤＮＡ，使用两步法进行荧光定量ＰＣＲ。基因特异
引物：５′ＴＡＡＡＣＣＣＧＴＣＡＴＣＧＣＣＡＴＣＴ３′，５′ＣＣＴＧＧＡＡＧＴＡＴＣＣＣＡＡＣＣＡＡＡ３′；内参（ａｃｔｉｎ）引物：５′ＣＴ
ＧＴＴＣＴＴＧＧＣＡＧＴＣＴＣＣＡＧＣＴＣ３′，５′ＧＴＧＣＴＴＴＣＣＣＴＣＴＡＴＧＣＡＡＧＴＧＧＴ３′。
１．２．４　酵母单杂交　犔犮犇犚犈犅２１基因经ＳａｌＩ和ＰｓｔＩ酶切后，连接到酵母表达载体ｐＢｒｉｄｇｅ的ＳａｌＩ和ＰｓｔＩ酶
切位点间，得到重组载体ｐＢｒｉｄｇｅＢＤ犔犮犇犚犈犅２１。重组载体ｐＢｒｉｄｇｅＢＤ犔犮犇犚犈犅２１转化含有 Ｈｉｓ３和ＬａｃＺ报
道基因的酵母ＡＨ１０９株系。用ｐＢｒｉｄｇｅ空载体转化酵母ＡＨ１０９株系作为负对照，用转有犅犇犔犮犇犚犈犅３犪的
ＡＨ１０９株系作为阳性对照。转化方法参照Ｃｌｏｎｔｅｃｈ试剂盒的酵母转化方法。将上述３个转化酵母菌株在不含
Ｈｉｓ和Ｔｒｐ的ＳＤ培养基上进行划线培养。培养３ｄ的酵母用于含有Ｘｇａｌ的Ｚｂｕｆｆｅｒ显色。
１．２．５　拟南芥转化及筛选　利用ｐＣＡＭＢＩＡ１３０２的犖犮狅Ｉ和犛狆犲Ｉ位点，构建了ｐＣＡＭＢＩＡ１３０２３５Ｓ：：犔犮犇犚犈犅２１
ＧＦＰ。将构建的载体转化农杆菌ＥＨＡ１０５，用花序侵染法转化拟南芥［２１］。使用含２５ｍｇ／Ｌ潮霉素的 ＭＳ培养
基，筛选得到３５Ｓ：：犔犮犇犚犈犅２１ＧＦＰ阳性拟南芥株系。
１．２．６　荧光观察　取在筛选培养基上生长４ｄ的３５Ｓ：：犔犮犇犚犈犅２１ＧＦＰＴ１代阳性植株，压片，使用ＺＥＩＳＳ
ＬＳＭ５１０ＭＥＴＡ激光共聚焦显微镜观察。
１．２．７　系统发育树构建　通过ｂｌａｓｔ分析，筛选羊草转录组测序数据中的ＥＲＦ家族基因，结合拟南芥ＥＲＦ家族
基因的蛋白序列构建了邻接树（ｎｅｉｇｈｂｏｒｊｏｉｎｉｎｇｔｒｅｅ）。参考已有的研究，鉴定了羊草ＤＲＥＢ转录因子基因所在
的分支。利用羊草和拟南芥中ＤＲＥＢ转录因子蛋白序列再次构建邻接树。序列比对使用 ＭＵＳＣＬＥ［２２］，比对后
的序列用ＢｉｏＥｄｉｔ进行编辑［２３］。使用 ＭＥＧＡ５构建邻接树，设置ｂｏｏｔｓｔｒａｐ重复次数为１０００［２４］。
２　结果与分析
２．１　羊草ＤＲＥＢ转录因子的系统发育研究
通过Ｒｏｃｈｅ４５４测序技术，作者所在实验室对羊草转录组进行了测序。经过对测序数据分析，得到属于羊草
ＤＲＥＢ转录因子亚家族的ＥＳＴ２６条。采用邻接法，利用羊草ＥＳＴ和拟南芥基因组中的ＤＲＥＢ亚家族基因的蛋
白序列，构建了系统发育树。参照已有的研究，将羊草ＤＲＥＢ亚家族ＥＳＴ分为４个类群［２５］（图１）。羊草ＤＲＥＢ
转录因子在４个类群有较均匀地分布，这说明ＤＲＥＢ转录因子亚家族在羊草和拟南芥基因组中是保守的。同时
也表明，本测序数据覆盖度好，拼接准确。在构建的系统发育树中，ＤＲＥＢ１／ＣＢＦ类转录因子位于第３类群，
１９１第２１卷第６期 草业学报２０１２年
ＤＲＥＢ２类转录因子位于第４类群。ＤＲＥＢ１／ＣＢＦ类转录因子和ＤＲＥＢ２类转录因子分别在植物耐低温和耐渗透
胁迫中起作用。目前，对位于第１类群基因功能的研究较少，第２类群基因的功能还不清楚。
在拟南芥中，犇犚犈犅２犃（犃狋５犵０５４１０）基因受干旱和高盐胁迫诱导，过表达后可以提高拟南芥耐干旱和高盐胁
迫的能力［２６］。在构建的系统发育树中，与Ａｔ５ｇ５０４１０同源性最高的是犔犮犇犚犈犅２１，它们都位于第４类群。通过
ＲＡＣＥ得到了犔犮犇犚犈犅２１的编码区全长，并对其功能进行了深入研究。
图１　羊草和拟南芥犇犚犈犅转录因子系统发育树
犉犻犵．１　犘犺狔犾狅犵犲狀犲狋犻犮狋狉犲犲狅犳犇犚犈犅狋狉犪狀狊犮狉犻狆狋犻狅狀犳犪犮狋狅狉狊犻狀犔．犮犺犻狀犲狀狊犻狊犈犛犜狊犪狀犱犃．狋犺犪犾犻犪狀犪犵犲狀狅犿犲
２．２　犔犮犇犚犈犅２１编码区全长的获得
通过转录组测序，得到的犔犮犇犚犈犅２１ＥＳＴ长度为４８６ｂｐ。通过ＮＣＢＩ中的ｂｌａｓｔ分析，其与大麦（犎狅狉犱犲狌犿
狏狌犾犵犪狉犲）和小麦（犜狉犻狋犻犮狌犿犪犲狊狋犻狏狌犿）的ＤＲＥＢ基因具有很高同源性，可能包括ＣＤＳ３′末端。根据犔犮犇犚犈犅２１３′
端序列，设计了５′引物进行ＲＡＣＥ，得到了９００ｂｐ左右的特异性扩增片段（图２）。ＰＣＲ产物回收并测序，得到的
５′序列与原序列拼接得到总长为９４９ｂｐ的序列。用ＤＮＡＭＡＮ软件对得到的序列进行ＯＲＦ预测，并与大麦同
源基因比较，结果表明其具有完整的ＣＤＳ（ＧｅｎＢａｎｋ登入号为：ＪＮ８６０４３７）。犔犮犇犚犈犅２１编码１个由２７８个氨基
酸残基组成的蛋白。利用ＮＣＢＩ的ＣＤＤ数据库工具对其进行保守结构域预测，结果显示其第７６～１３９位氨基酸
残基构成一个典型的ＡＰ２保守结构域。
２．３　犔犮犇犚犈犅２１在胁迫条件下的表达模式
对羊草幼苗分别进行ＰＥＧ、ＡＢＡ、ＮａＣｌ和低温处理，在０，１，３，８，１２和２４ｈ等６个时间点分别取材，用于荧
光定量ＰＣＲ分析（图３）。结果表明，犔犮犇犚犈犅２１表达受ＰＥＧ、ＡＢＡ和ＮａＣｌ的诱导，３种处理下，ｍＲＮＡ的积累
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量分别在２４，１２和３ｈ达到高峰。另外，犔犮犇犚犈犅２１的表达基本不受低温诱导。
２．４　犔犮犇犚犈犅２１的转录激活功能
一个转录因子起作用需要结合特定的启动子，并激活或抑制下游基因的表达。使用酵母单杂交系统，证明了
犔犮犇犚犈犅２１具有激活功能。首先，将犔犮犇犚犈犅２１克隆到ｐＢｒｉｄｇｅ载体上，并转化酵母ＡＨ１０９。得到的阳性酵母
菌株能够在不含 Ｈｉｓ和Ｔｒｐ的ＳＤ培养基上生长。而且，阳性菌株在划线培养后，经含有Ｘｇａｌ的Ｚｂｕｆｆｅｒ显色
后变蓝。转犅犇犔犮犇犚犈犅３犪ＡＨ１０９株系作为阳性对照得到了类似结果［５］。而转有ｐＢｒｉｄｇｅ空载体的 ＡＨ１０９
作为阴性对照，不能在缺少Ｈｉｓ和Ｔｒｐ的ＳＤ培养基上生长。以上结果说明，犔犮犇犚犈犅２１具有转录激活能力（图
４）。然而与对照相比，犔犮犇犚犈犅２１的激活能力明显较弱。
图２　犔犮犇犚犈犅２１的５′犚犃犆犈扩增结果
犉犻犵．２　犃犿狆犾犻犳犻犲犱狉犲狊狌犾狋狊狅犳犔犮犇犚犈犅２１犫狔５′犚犃犆犈．
　１：犔犮犇犚犈犅２１５′ＲＡＣＥ结果５′ＲＡＣＥｏｆ犔犮犇犚犈犅２１ｇｅｎｅ；Ｍ：ＤＬ２０００ＰｌｕｓＤＮＡＭａｒｋｅｒ．
图３　胁迫和犃犅犃处理下犔犮犇犚犈犅２１的表达模式
犉犻犵．３　犈狓狆狉犲狊狊犻狅狀狆犪狋狋犲狉狀狊狅犳犔犮犇犚犈犅２１犻狀狉犲狊狆狅狀狊犲狋狅狏犪狉犻狅狌狊狋狉犲犪狋犿犲狀狋狊
　ａ：２０％ＰＥＧ６０００；ｂ：１００μｍｏｌ／ＬＡＢＡ；ｃ：４００ｍｍｏｌ／ＬＮａＣｌ；ｄ：低温Ｌｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ（４℃）．
３９１第２１卷第６期 草业学报２０１２年
２．５　犔犮犇犚犈犅２１的亚细胞定位
通过潮霉素筛选，得到了Ｔ１代转３５Ｓ：：犔犮犇犚犈犅２１ＧＦＰ和３５Ｓ：：犌犉犘的拟南芥阳性苗。转基因拟南芥苗
经压片后，在激光共聚焦显微镜下观察。在转３５Ｓ：：犌犉犘的拟南芥中，绿色荧光在细胞质和细胞核中均有分布。
在转３５Ｓ：：犔犮犇犚犈犅２１犌犉犘的拟南芥中，绿色荧光只分布在细胞核中。以上结果表明，犔犮犇犚犈犅２１专一性定位
在细胞核中（图５）。
图４　酵母单杂交
犉犻犵．４　犗狀犲犺狔犫狉犻犱狊狔狊狋犲犿狅犳狔犲犪狊狋
　ａ：为在选择性培养基上划线培养３天的酵母Ｇｒｏｗｔｈｏｆｙｅａｓｔｃｅｌｓｏｎｓｅｌｅｃｔｉｖｅｍｅｄｉｕｍｆｏｒ３ｄ；ｂ：酵母显色反应Ｔｈｅａｓｓａｙｏｆｒｅｐｏｒｔｅｒａｃｔｉｖｉｔｙ．１：
转ＢＤ犔犮犇犚犈犅２１的酵母菌株ＹｅａｓｔｓｔｒａｉｎｓｃａｒｒｙｉｎｇＢＤ犔犮犇犚犈犅２１；２：正对照Ｐｏｓｉｔｉｖｅｃｏｎｔｒｏｌ；３：负对照Ｎｅｇａｔｉｖｅｃｏｎｔｒｏｌ．
图５　犔犮犇犚犈犅２１亚细胞定位
犉犻犵．５　犛狌犫犮犲犾狌犾犪狉犾狅犮犪狋犻狅狀狅犳犔犮犇犚犈犅２１
　Ａ～Ｃ：转３５Ｓ：：犔犮犇犚犈犅２１ＧＦＰ的拟南芥犃狉犪犫犻犱狅狆狊犻狊ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｄｗｉｔｈ３５Ｓ：：犔犮犇犚犈犅２１ＧＦＰ；Ｄ～Ｆ：转３５Ｓ：：ＧＦＰ的拟南芥犃狉犪犫犻犱狅狆狊犻狊
ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｄｗｉｔｈ３５Ｓ：：ＧＦＰ。在激光共聚焦显微镜下，观察转基因的拟南芥幼苗。表达３５Ｓ：：犔犮犇犚犈犅２１ＧＦＰ的幼苗，绿色荧光只存在于细胞核
中；表达３５Ｓ：：ＧＦＰ的幼苗，荧光在整个细胞中均有分布Ｔｈｅ犃狉犪犫犻犱狅狆狊犻狊ｓｅｅｄｉｎｇｓｗｅｒｅｏｂｓｅｒｖｅｄｕｎｄｅｒｌａｓｅｒｃｏｎｆｏｃａｌｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ．Ｃｅｌｓｅｘｐｒｅｓｓｉｎｇ
ｔｈｅ犔犮犇犚犈犅２１ＧＦＰｆｕｓｉｏｎｇｅｎｅｓｈｏｗｅｄＧＦＰｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｏｎｌｙｉｎｔｈｅｎｕｃｌｅｕｓ（ＡＣ），ｗｈｉｌｅｃｅｌｓｅｘｐｒｅｓｓｉｎｇＧＦＰａｌｏｎｅｓｈｏｗｅｄＧＦＰｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ
ｔｈｒｏｕｇｈｏｕｔｔｈｅｅｎｔｉｒｅｃｅｌ（ＤＦ）．
４９１ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１２） Ｖｏｌ．２１，Ｎｏ．６
３　讨论
对拟南芥和水稻基因组中ＤＲＥＢ的系统发育研究表明，ＤＲＥＢ转录因子亚家族的多数类群在２种植物中同
时存在，在进化上是保守的［２５］。所以新测序物种ＤＲＥＢ转录因子的分析，可以参照拟南芥和水稻中的研究，如在
小麦［２７］和玉米［２８］研究中的应用。本研究共得到２６条ＤＲＥＢ转录因子ＥＳＴ，参照拟南芥中ＤＲＥＢ转录因子的系
统发育研究，将羊草ＤＲＥＢ亚家族ＥＳＴ分为４个类群［２５］。其中位于第一和第二类群的共有１１条，在拟南芥和
水稻中，对 ＤＲＥＢ亚家族这２个类群中基因的研究较少，它们的功能还不清楚［２５］。ＤＲＥＢ１类转录因子和
ＤＲＥＢ２类转录因子分别位于第３和第４类群，犔犮犇犚犈犅２１位于第四类群，属于 ＤＲＥＢ２类转录因子。多数
ＤＲＥＢ２类转录因子的表达受干旱和高盐胁迫诱导，如ＡｔＤＲＥＢ２Ａ、ＡｔＤＲＥＢ２Ｂ和ＯｓＤＲＥＢ２Ａ等［３，７，２９］。然而，
ＯｓＤＲＥＢ２Ｂ和ＺｍＤＲＥＢ２Ａ的表达响应干旱和高盐胁迫诱导的同时，也受低温胁迫的诱导［８，２９］。与多数ＤＲＥＢ
转录因子类似，犔犮犇犚犈犅２１的表达受干旱和高盐胁迫的诱导，基本不受冷诱导。另外，犔犮犇犚犈犅２１具有转录激活
功能和核定位能力。因此，犔犮犇犚犈犅２１很可能在植物应对干旱和高盐胁迫的过程中起作用。
在拟南芥、水稻和玉米等植物中已克隆得到了多个ＤＲＥＢ转录因子基因，然而牧草中的研究还比较少［９］。
基因组信息的匮乏，限制了羊草ＤＲＥＢ转录因子基因的克隆和功能研究。本研究发掘的２６条ＤＲＥＢ转录因子
ＥＳＴ，丰富了羊草原来仅有２条ＤＲＥＢ的核酸和ＥＳＴ数据库，为进一步研究ＤＲＥＢ转录因子在植物耐低温和渗
透胁迫过程中的作用奠定了基础。另外，有些ＤＲＥＢ转录因子的表达受刈割或创伤的诱导，如Ｐｅｎｇ等［５］报道了
犔犮犇犚犈犅３犪的表达受刈割的诱导，Ｈｏｎｇ和Ｋｉｍ［６］报道了犆犪犇犚犈犅犔犘１的表达受创伤的诱导。对犔犮犇犚犈犅２１
在刈割下的表达进行了半定量ＰＣＲ分析，发现其表达量没有明显变化（结果未列出）。因此，羊草ＤＲＥＢ家族亚
家族基因中有的与创伤或刈割有关，有的未必有关，这方面的研究有助于理解羊草耐牧的分子机理。
基因工程在最近２０年取得了迅猛发展，具有在分子水平上定向改造遗传性状的优势，在牧草新品种培育研
究中的应用也越来越广［３０］。一些基因已被用于基因工程改良羊草，如 Ｗａｎｇ等［３１］通过组成型表达犜犪犔犈犃３基
因，提高了羊草的耐旱能力。与单个功能基因相比，通过转化ＤＲＥＢ转录因子基因，可以激活下游一系列抗逆相
关基因的表达，从而能提高植物的综合抗性。因此，羊草ＤＲＥＢ转录因子用于基因工程改良是非常好的选择。
参考文献：
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７９１第２１卷第６期 草业学报２０１２年