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Isolation and Expression Profiles Analysis of Two DREB1 Transcription Factor Genes Under Different Stresses in Cinnamomum camphora

香樟两个DREB1转录因子基因的分离及其对不同胁迫的响应分析



全 文 :园艺学报,2016,43 (4):743–751.
Acta Horticulturae Sinica
doi:10.16420/j.issn.0513-353x.2015-0726;http://www. ahs. ac. cn 743
收稿日期:2016–01–15;修回日期:2016–03–22
基金项目:国家自然科学基金项目(31100511);南阳师范学院 2015 年度研究生创新项目(2015CX008);南阳师范学院 STP 项目
* 通信作者 Author for correspondence(E-mail:dldldlucky@163.com)
香樟两个DREB1转录因子基因的分离及其对不
同胁迫的响应分析
李勇鹏,张佳佳,张力维,谭 计,陈梦雅,杜 丽*
(南阳师范学院生命科学与技术学院,河南南阳 473000)
摘 要:以香樟(Cinnamomum camphora)实生苗为试验材料,利用同源克隆结合 RACE 技术获得
了两个冷诱导转录因子基因 CBF/DREB1 的 cDNA 全长序列,命名为 CcCBFc 和 CcCBFd,GenBank 登录
号分别为 KP336741 和 KP336742。序列分析显示这两个基因均没有内含子,cDNA 全长为 897 和 1 010 bp,
开放阅读框分别为 654 和 621 bp,编码 217 和 206 个氨基酸,预测蛋白分子量分别为 24.0 和 22.9 kD,等
电点分别为 5.26 和 8.58。基于氨基酸序列的同源性比对和系统进化树分析表明,这两个基因均属于 DREB1
家族,与双子叶植物进化关系较近。实时定量 PCR 结果显示,CcCBFc 和 CcCBFd 都能被低温(4 ℃)、
干旱(20%PEG)、盐(250 mmol · L-1 NaCl)和 ABA(100 μmol · L-1)诱导,表明 CcCBFc 和 CcCBFd 可
能在香樟应对非生物胁迫过程中发挥重要作用。
关键词:香樟;CBF/DREB1;基因克隆;表达分析
中图分类号:S 687 文献标志码:A 文章编号:0513-353X(2016)04-0743-09

Isolation and Expression Profiles Analysis of Two DREB1 Transcription
Factor Genes Under Different Stresses in Cinnamomum camphora
LI Yong-peng,ZHANG Jia-jia,ZHANG Li-wei,TAN Ji,CHEN Meng-ya,and DU Li*
(School of Life Science and Technology,Nangyang Normal University,Nanyang,Henan 473000,China)
Abstract:Two CBF/DREB1 genes named CcCBFc and CcCBFd were isolated from Cinnamomum
camphora with the help of homologous cloning strategy and RACE(rapid amplification of cDNA ends)
technique,and their GenBank accession numbers are KP336741 and KP336742,respectively. The
full-length cDNA sequences of the two CcCBF genes were 897 and 1 010 bp,including an open reading
frame(ORF)of 654 and 621 bp,respectively,and no introns existed in their coding regions. The CcCBFc
and CcCBFd genes encode 217 and 206 amino acids with predicted molecular masses of 24.0 and 22.9
kD,and pI of 5.01 and 5.11. CcCBFc and CcCBFd were classified into the CBF/DREB1 subfamily,and
had relatively close evolutionary relationship with dicotyledons,according to the homology comparison
and phylogeny tree analysis of the deduce amino acids sequences with other CBF/DREB homologues. The
expression level of both CcCBFc and CcCBFd could be upregulated by all tested treatments such as cold
(4 ℃),drought(20% PEG),salinity(250 mmol · L-1 NaCl)and ABA(100 μmol · L-1). The observations

Li Yong-peng,Zhang Jia-jia,Zhang Li-wei,Tan Ji,Chen Meng-ya,Du Li.
Isolation and expression profiles analysis of two DREB1 transcription factor genes under different stresses in Cinnamomum camphora.
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presented in this study might indicate that both CcCBFc and CcCBFd were involved in response to various
abiotic stresses.
Key words:Cinnamomum camphora;CBF/DREB1;gene cloning;expression analysis

低温、干旱和高盐等非生物胁迫是影响植物生长和发育的主要影响因子(Zhu,2002;Liu et al.,
2014)。植物通过建立复杂而有序的信号转导途径,即冷驯化来适应低温并最终使植物的抗寒性增强
(Keller et al.,2013)。CBF(C-repeat binding factor)又称为 DREB1(dehydration-responsive element
binding factor 1),是一种低温相关转录因子,属于 DREB 家族的 DREB1 组,与植物的冷驯化过程
相关,并在植物抵御非生物胁迫过程中发挥重要作用(Liu et al.,1998;Thomashow,2010)。它可
以结合在冷驯化相关的 COR(cold-regulated)基因启动子的顺式表达元件 CRT/DRE(C-repeat/
dehydration-responsive element)区域,进而调控 COR 基因的表达(Stockinger et al.,1997;Gilmour
et al.,1998;Sakuma et al.,2002;Thomashow,2010)。自从 Stockinger 等(1997)和 Liu 等(1998)
首次从拟南芥中分离并鉴定了 CBF1、DREB1A 和 DREB2A,研究者们已经从水稻(Dubouzet et al.
2003)、陆地棉(Gao et al.,2009)、玉米(Wang et al.,2010)、月季(翟俊峰 等,2012)、宽叶独
行菜(Akhtar et al.,2013)、梅花(Guo et al.,2014)和草莓(张勇 等,2014)等单子叶和双子叶
植物中克隆到了 DREB。
低温胁迫是限制香樟(Cinnamomum camphora)地理分布及其在园林绿化中应用的主要环境因
子,培育抗寒性强的香樟新品种有利于其在北方地区推广(Du et al.,2015)。基因工程技术可以将
优良的性状引入到目标植物,目的性强、方便快捷,转 DREB1 基因可以增强植物的抗寒及其他胁
迫能力,如组成型表达拟南芥 DREB1B(CBF1)基因可以增强转基因马铃薯的抗寒和抗旱能力
(Movahedi et al.,2012);组成型表达蒺藜状苜蓿 MtDREB1C 基因可以增强转基因蒺藜状苜蓿和月
季的抗寒性(Chen et al.,2010);组成型表达矮苹果 MbDREB1 基因可以增强转基因拟南芥的抗寒、
抗旱以及抗盐能力(Yang et al.,2011)。本实验室已经从香樟中分离到两个 CBF/DREB1 基因,CcCBFa
和 CcCBFb(登录号:KJ958932 和 KJ958933),经过深入研究,又获得了两个 CBF/DREB1 基因,
CcCBFc 和 CcCBFd(登录号:KP336741 和 KP336742),并对其在不同逆境处理下的表达模式进行
了探讨,研究香樟 CBF/DREB1 基因有助于从分子水平上了解其抗寒机制,为将来通过基因工程手
段改良香樟的抗逆性奠定基础。
1 材料与方法
1.1 试验材料
以栽培于南阳师范学院校园内的 6 月龄香樟(Cinnamomum camphora L.)实生幼苗为试验材料。
幼苗株高约 30 cm,种植于直径约 19 cm 的花盆中,自然环境下(栽培基质为营养土︰园土 = 1︰1)
生长。2014 年 10 月,选取一株健壮无病害的幼苗,置于低温(4 ℃)下处理 4 h,提取叶片总 RNA
进行反转录,cDNA 模板用于香樟 CBF/DREB1 基因的克隆。另选取 12 株生长状况一致的健康植株,
置于人工气候箱中进行培养,培养温度(25 ± 1)℃,光照强度 37.5 μmol · m-2 · s-1,光照时间 16 h · d-1,
相对湿度 75%。1 周后,选取 3 株置于同样规格的人工气候箱进行低温胁迫处理,除温度调节为 4 ℃
外,其他条件不变,处理 0、0.5、1、2、4、6、12、24、48 和 72 h 时取其叶片,液氮速冻后置于
–80 ℃冰箱储存。用于干旱、盐和 ABA 处理的幼苗先转入蒸馏水中在同样条件的人工气候箱中进
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行液体培养 1 周,后将每个处理 3 棵幼苗置于相应的处理溶液中,20% PEG(polyethylene glycol)
6000 模拟干旱条件,250 mmol · L-1 NaCl 溶液模拟盐胁迫,ABA 处理浓度为 100 μmol · L-1,分别于
处理 0、0.5、1、2、4、6、12 和 24 h 时取其叶片,液氮速冻后置于–80 ℃冰箱储存。每个处理 3
株幼苗,每个取样时间点从每株幼苗取 3 个叶片。
1.2 总 RNA 的提取和 cDNA 的合成
参照 EASYspin Plus 植物 RNA 快速提取试剂盒(北京艾德莱公司)说明书提取 RNA,用 Thermo
Fisher Scientific公司的微量紫外检测仪NanoDrop 2000和琼脂糖凝胶电泳检测RNA样品的浓度和质
量。然后利用 PrimeScriptⅡ 1st strand cDNA Synthesis Kit(大连 TaKaRa 公司)试剂盒将提取的 RNA
反转录成 cDNA。
1.3 CcCBFc 和 CcCBFd 保守区域的克隆和全长 cDNA 的获得
根据 NCBI 登录的部分 CBF/DREB1 基因(拟南芥:NM_118681.3;烟草:EU727155.1;大豆:
HE647689.1;茶树:EU857638.1;垂枝桦:EF530204.1;桃:EF635424.1)的保守区域设计两对简
并引物 CBF-F、CBF-R1 和 CBF-R2(表 1)。利用 4 ℃处理 4 h 的香樟叶片 cDNA 作为模板进行 CcCBF
基因中间片段的克隆,PCR 扩增产物用 Axygen 琼脂糖凝胶 DNA 回收试剂盒回收,后与 TaKaRa 公
司的克隆载体 pMD19-T 载体连接并转化大肠杆菌 TOP10 感受态细胞,阳性克隆送往上海生工测序。
根据测序结果每个基因各设计两对嵌套引物,利用 RACE 技术,以低温(4 ℃)处理 4 h 的香樟叶
片 cDNA 为模板,根据 SMARTTM RACE cDNA Amplification Kit 试剂盒说明书进行 CcCBFc/d 基因
5′端和 3′端序列的克隆。引物(表 1):5′ CBFcGSP1、5′ CBFcGSP2、3′ CBFcGSP1 和 3′ CBFcGSP2
用于CcCBFc基因5′端和3′端序列的克隆;5′ CBFdGSP1、5′ CBFdGSP2、3′ CBFdGSP1和3′ CBFdGSP2
用于 CcCBFd 基因 5′端和 3′端序列的克隆。第 1 轮 PCR 的反应程序为:94 ℃预变性 4 min;94 ℃
变性 30 s,60 ℃退火 30 s,72 ℃延伸 1 min 20 s,35 个循环;最后 72 ℃延伸 10 min。将第 1 轮
PCR 产物 1︰50 稀释作为第 2 轮巢式 PCR 的模板,巢式 PCR 反应程序同第 1 轮 PCR 反应条件。将
巢式 PCR 扩增产物用琼脂糖凝胶 DNA 回收试剂盒回收,并连接到 pMD19-T 载体上,转化大肠杆
菌,将阳性克隆送往上海生工测序。将 3′和 5′端测序结果与中间片段利用 DNAMAN 拼接后得到基
因 cDNA 全长序列,根据拼接序列设计扩增编码区 cDNA 序列的特异引物 CcCBFc-F、CcCBFc-R、
CcCBFd-F 和 CcCBFd-R(表 1),并将扩增产物测序。

表 1 香樟 CcCBFc 和 CcCBFd 基因克隆和表达所用引物
Table 1 Primers used to isolate and determine the expression of CcCBFc and CcCBFd
引物名称
Primer name
引物序列
Primer sequence(5′–3′)
引物名称
Primer name
引物序列
Primer sequence(5′–3′)
CBF-F GAAKTTYMRDGAGACKCGBCACCCAGT CcCBFc-F ATGGAAAGCAAGAGCTTCTACTGTG
CBF-R1 YKCYTCYTCRTCCATGTA CcCBFc-R TCAAATAGAGTAACTCCACAGAGAC
CBF-R2 GCHGYCYTYTGRATATCCTT CcCBFd-F ATGGTGAGAATCAGCAATGAGTCGG
5′ CBFcGSP1 CGGTGGAGGACGGCAGGGCCAAAAG CcCBFd-R TCAAATGGAGTAGCTCCAGAGCTCC
5′ CBFcGSP2 GACCTCGCAGACCCATTTTTCCCCG CcCBFc-RTF CACCGTCGTCTCCGTCGAACAA
3′ CBFcGSP1 AGGAGGAACGGGGAAAAATGGGTCTGC CcCBFc-RTR TCATCAGAACACTTCATCTCCGACG
3′ CBFcGSP2 GGCCTGCCTCAACTTCGCCGATTCG CcCBFd-RTF ATGGTGAGAATCAGCAATGAGTCGG
5′ CBFdGSP1 GAAGGGGCAAAAGCCAAGCGGAGTC CcCBFd-RTR TCATTGCCGGATTTCAATCTTGAGC
5′ CBFdGSP2 CTCGCACACCCACTTGTCTCCGTTC EF1α-RTF TCCAAGGCACGGTATGAT
3′ CBFdGSP1 AACGGAGACAAGTGGGTGTGCGAGG EF1α-RTR CCTGAAGAGGGAGACGAA
3′ CBFdGSP2 ATTTTGCCGACTCCGCTTGGCTTTTG
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1.4 CcCBFc 和 CcCBFd 氨基酸序列同源性及系统进化分析
利用NCBI网站相关程序对核苷酸和氨基酸序列进行了BLAST比对和AP2结构域检测(http://
blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi),利用DNAMAN软件将其与其他物种的DREB氨基酸序列进行比对,
利用Clustax 2.0和MEGA 5.0进行系统进化树的构建,利用在线分析软件Expasy(http://web.expasy.
org/compute_pi/)预测其所编码蛋白的分子量和等电点。利用Predict Protein(https://www.predictprotein.
org/)预测其AP2结构域的二级结构。
1.5 CcCBFc 和 CcCBFd 在不同处理下的 qRT-PCR 检测
利用实时定量 PCR 技术(qRT-PCR)检测这两个基因在不同胁迫处理下表达量的变化,各个样
品 cDNA 用去离子水 1︰10 稀释后作为模板,按照 FastStart Universal SYBR Green Master 试剂盒
(Roche,Germany)操作说明进行实时定量 PCR(quantitative real-time PCR)。利用 CFX96™ 103
实时 PCR 检测系统上(Bio-Rad,USA)和自带的 Bio-Rad CFX manager 2.0 软件完成了 qRT-PCR 及
数据分析。以香樟延伸因子基因 CcEF1α(张力维 等,2015)作为内参基因,与目标基因 CcCBFc
和 CcCBFd 一起扩增,反应程序为:94 ℃预变性 5 min;94 ℃变性 15 s,60 ℃退火 30 s,72 ℃延
伸 1 min,共 40 次循环;溶解曲线在 65 ~ 95 ℃之间,每 0.05 s 升高 0.5 ℃。每个样品设 3 次重复。
目标基因及内参基因引物(表 1)用于试验之前进行琼脂糖凝胶电泳和测序检测其扩增产物特异性。
2 结果与分析
2.1 CcCBFc 和 CcCBFd 基因 cDNA 全长的获得及序列分析
以 4 ℃处理 4 h 的香樟叶片 cDNA 为模板,以简并引物 CBF-F、CBF-R1 和 CBF-R2 分别为上
下游引物进行 PCR 扩增,将扩增产物连接到 T 载体并进行测序,结果获得两个大小分别为 349 和
261 bp 的基因片段(图 1)。将测序结果在 NCBI 网站进行 BLAST 在线分析(Http://blast.ncbi.nlm.
nih.gov/Blast.cgi),结果表明,所获得基因片段与来自植物的 DREB 家族基因的同源性较高,与来源
于香樟的 CcCBFa 和 CcCBFb 基因的同源性最高,初步分析,所获得基因片段属于 DREB 家族。根
据测序结果所得到的中间片段序列,每个基因设计两对嵌套引物,利用 RACE 技术进行基因 5′端和
3′端的克隆。将所得到 5′端和 3′端 cDNA 序列与中间片段通过 DNAMAN 软件拼接获得两个长度分
别为 897 和 1 010 bp 的 cDNA 序列全长。根据拼接序列设计两对特异引物分别以 cDNA 和基因组
DNA(gDNA)为模板进行各自编码区的 PCR 扩增,琼脂糖凝胶电泳结果表明,两个基因片段大小
均在在 500 ~ 750 bp 之间(图 2)。将扩增产物通过 A-T 克隆进行测序,结果与拼接序列一致,从而
确定了拼接所用的序列确实来自同一个基因,确认通过拼接获得了这两个基因的 cDNA 序列全长,
并且,cDNA 扩增产物与 gDNA 扩增产物的核苷酸序列完全一致,表明这两个基因不含有内含子。
将所获得 2 个基因 cDNA 序列全长分别命名为 CcCBFc 和 CcCBFd。
将 CcCBFc 和 CcCBFd 基因的 cDNA 序列全长在 NCBI 进行 BLAST 分析,两个基因均含有 1
个 AP2 结构域,属于 AP2 超家族。利用 DNAMAN 软件对 CcCBFc 和 CcCBFd 基因的 cDNA 序列
全长进行分析,CcCBFc 和 CcCBFd 分别包含 1 个 654 和 621 bp 的开放阅读框(open reading frame,
ORF),编码 217 和 206 个氨基酸,推导的氨基酸序列经 Expasy(http://web. expasy. org/compute_pi/)
预测其蛋白分子量分别为 24.0 和 22.9 kD,等电点分别为 5.26 和 8.58。

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2.2 CcCBFc 和 CcCBFd 氨基酸序列同源性及系统进化分析
将 CcCBFc 和 CcCBFd 氨基酸序列与 NCBI 中已登录的部分 DREB1/CBF 蛋白进行多序列比对
(图 3),结果表明,它们的氨基酸序列特别是 AP2 结构域区域有较高的同源性,在 AP2 结构域的




























图 3 植物 CBF/DREB1 蛋白氨基酸序列同源比对
箭头为保守氨基酸残基 V14 和 E19;星状为 β 折叠,三角状为 α 螺旋。At:拟南芥;Cc:香樟;Hv:大麦。
Fig. 3 Multiple alignment of CBF/DREB1 proteins from different plant species
The two DREB consensus residues,valine(V14)and glutamic acid(E19)are indicated by arrows;the three β-sheets and one α-helix,are indicated
by asterisks and triangles,respectively. At:Arabidopsis thaliana;Cc:Cinnamomum camphora;Hv:Hordeum vulgare.
图 1 香樟 CcCBFc 和 CcCBFd 基因中间片段的 PCR 扩增
M:DNA marker DL2000;1、4:未经 4 ℃处理的叶片;
2、5:4 ℃处理的叶片;3、6:去离子水。
Fig. 1 Agarose gel electrophoresis of PCR products
M:DNA marker DL2000;1,4:Non-acclimated samples;
2,5:Chilling-acclimated samples;3,6:Distilled deionized water.
图 2 香樟 CcCBFc 和 CcCBFd 基因编码区
全长的 PCR 扩增
Fig. 2 Agarose gel electrophoresis of PCR products
M:DNA marker DL2000;
1,3:gDNA samples;
2,4:cDNA samples.
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上游和下游分别包含两段保守序列 PKK/RPAGRxKFxETRHP 和 DSAW,其中 CcCBFc 的 DSAW 序
列中的 W 氨基酸残基突变为 S,这两段保守序列被称为 CBF 蛋白家族的特征序列,广泛存在于各
个植物的 CBF/DREB1 蛋白中。DREB 蛋白 AP2 结构域相当保守,从图 3 中可以看出它们 AP2 结构
域的氨基酸序列非常相似,利用 Predict Protein(http://www.predictprotein.org/)对 CcCBFc 和 CcCBFd
的 AP2 结构域进行二级结构的预测,结果表明其 AP2 结构域中含有 3 个 β 折叠和 1 个 α 螺旋。此
外,位于其 AP2 结构域第 14 位的缬氨酸(V14)和第 19 位的谷氨酸(E19)这 2 个保守的功能性
氨基酸残基,在 CcCBFc 和 CcCBFd 中均存在,这些都符合 CBF/DREB1 家族的特征。
选取 19 个来自单子叶和双子叶植物的 DREB1 和 DREB2 蛋白,包括 4 个来自香樟的 CcCBF 蛋
白,利用 Clustax 2.0 和 MEGA 5.0 软件绘制了他们的系统进化树,结果(图 4)显示,DREB1 和
DREB2 家族的蛋白各聚为一支,并且每个蛋白家族中的单子叶植物和双子叶植物分为不同的两支,
4 个香樟 CcCBF 蛋白聚为一支,并与 CBF/DREB1 家族中的双子叶植物亲缘关系较近。由此可知,
本研究中所获得的两个基因属于 CBF/DREB1 基因家族,将 CcCBFc 和 CcCBFd 基因的 cDNA 序列
全长提交到 GenBank,登录号分别为:KP336741 和 KP336742。















图 4 香樟 CcCBF 蛋白与来自其他单子叶植物和双子叶植物 DREB1 和 DREB2 蛋白的系统进化分析
分支处的数值表示支持率;左下角标尺为分支长度标准。
Fig. 4 Phylogenetic tree showing the relationship between amino acid sequences of DREB1 and DREB2 proteins
from dicotyledonous and monocotyledonous plant species
Numbers beside the branches indicate the support rate;The scale indicates the branch length standard.
2.3 CcCBFc 和 CcCBFd 的表达分析
为了解 CcCBFc 和 CcCBFd 对低温、干旱、盐胁迫以及 ABA 处理的响应模式,采用 qRT-PCR
技术分析 CcCBFc 和 CcCBFd 在不同处理下的表达情况。结果(图 5)表明,未经处理的香樟叶片
中,CcCBFc 和 CcCBFd 的 mRNA 含量均在一个极低的水平,经低温、干旱、盐以及 ABA 处理后,
其表达量均迅速增加。其中,低温处理 30 min 后,两个基因的表达开始被诱导,并随时间推移其表
达量不断增加,CcCBFc 和 CcCBFd 的表达量分别在低温处理 12 h 和 6 h 达到最高值,为对照(25 ℃)
的 860 倍和 879 倍;随后表达量开始下降,72 h 后 CcCBFc 的表达量降至对照的 8.63 倍,而 CcCBFd
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依旧维持在一个较高水平,为对照的 160 倍。CcCBFc 和 CcCBFd 对干旱胁迫的响应较为迅速,并
且两个基因具有相似的表达模式。PEG 处理 0.5 h 后,两个基因的表达量就已经达到一个较高的水
平,分别为对照(蒸馏水)的 81 倍和 49.1 倍;在干旱处理 1 h 后,其转录水平达到峰值,分别为
对照的 609 倍和 331 倍;随后,其基因表达量均开始下降,但在干旱处理 6 h 的时候两基因转录产
物的积累有一个回升,后又逐渐下降。盐胁迫对 CcCBFc 和 CcCBFd 的诱导也较为迅速,处理 30 min
的时候两基因的表达量即达到对照(蒸馏水)的 86 倍和 75 倍,CcCBFd 表达量达到峰值的速度较
CcCBFc 快,在处理进行 1 h 时其表达量就达到最高值为对照的 321 倍,而 CcCBFc 的表达量在处理
2 h 达到最高值,为对照的 239 倍,随后两基因表达量开始下降。CcCBFc 和 CcCBFd 对 ABA 的响
应模式与干旱类似,其表达量在处理进行 1 h 后达到峰值,然后逐渐下降。以上结果表明,CcCBFc
和 CcCBFd 的表达不仅受到低温的强烈诱导,同时可以被干旱和盐胁迫诱导,并且,CcCBFc 和
CcCBFd 功能的发挥可能与 ABA 有密切的关系。





















图 5 香樟 CcCBFc 和 CcCBFd 基因在不同处理下的表达情况
Fig. 5 Relative expression level of CcCBFc and CcCBFd genes under various stimuli
3 讨论
本研究表明,从香樟中分离得到的 CcCBFc 和 CcCBFd 与已公布的其它植物的 CBF/DREB1 基
因有较高的同源性,在序列和结构上有较高的相似性。对 CcCBFc 和 CcCBFd 蛋白的氨基酸序列进
行结构分析表明,均含有 1 个保守的 AP2 结构域,在其 AP2 结构域的上游和下游,分别包含两段
CBF 蛋白的特征序列 PKK/RPAGRxKFxETRHP 和 DSAW。上述两段序列高度保守并且广泛存在于
各种植物的 CBF 蛋白中,其中 PKK/RPAGRxKFxETRHP 被认为是 CBF 蛋白的核定位信号序列
(Stockinger et al.,1997;翟俊峰 等,2012;Guo et al.,2014)。因此,CcCBFc 和 CcCBFd 可能像
其他物种的 CBF 蛋白一样在细胞核中作为转录激活因子发挥作用(Liu et al.,2012;Liang et al.,
2014)。此外,AP2 结构域中的 V14 和 E19 氨基酸残基决定了 CBF 转录因子与下游靶基因的特异性
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结合(Liu et al.,1998;Sakuma et al.,2002)。将不同物种的 DREB1 和 DREB2 编码的蛋白构建系
统进化树,本研究中克隆的 CcCBFc 和 CcCBFd 基因与香樟 CcCBFa 和 CcCBFb 同属于 DREB1 家
族。众所周知,CBF/DREB1 转录激活因子可以通过调控多个低温相关基因的表达来抵御低温胁迫,
在植物抗冷机制中起关键作用(张丽丽 等,2008;Zhao et al.,2012)。因此推断所克隆的 CcCBFc
和 CcCBFd 基因有相似的功能,可能在香樟抵御低温胁迫中发挥重要作用。CcCBFc 蛋白的 DSAW
序列中的W氨基酸残基突变为S,这一突变是否影响其与下游基因的相互作用还有待于进一步研究。
早期的研究认为,DREB1 的表达主要被低温诱导,而不被干旱和盐胁迫诱导,而 DREB2 主要
被干旱和盐胁迫诱导而不被低温诱导(Liu et al.,1998)。近年来越来越多的研究指出,DREB 家族
的基因在不同物种中发挥的功能具有一定差异,往往参与多个逆境因子的响应,即 DREB1 基因并
不局限于被低温诱导,可能同时与干旱和盐胁迫相关;而 DREB2 基因也可能与低温相关。此外,
ABA 可以诱导逆境相关基因的表达,在植物抵御逆境过程中具有重要的作用,并且大量研究证明,
DREB 家族基因可以被 ABA 诱导(Hirayama & Shinozaki,2007;Fujii & Zhu,2009;Wang et al.,
2010;Peng et al.,2013)。qRT-PCR 结果表明,CcCBFc 和 CcCBFd 基因除了受低温诱导外,还受干
旱、盐以及 ABA 的诱导。同样的结果可以在蒺藜状苜蓿(Li et al.,2011)、海榄雌(Peng et al.,2013)、
桐花树(Peng et al.,2015)等植物的 CBF/DREB1 基因的相关研究中发现。
CcCBFc 和 CcCBFd 基因属于 CBF/DREB1 家族,基于 qRT-PCR 技术的表达分析结果表明,这
两个基因在香樟中具有响应低温胁迫的特性,同时,与干旱、盐和 ABA 有关,表明植物在抵御各
个逆境胁迫时并非是完全各自独立的途径,而是有一定的互相作用。因此,推断 CcCBFc 和 CcCBFd
在香樟抵御各个逆境胁迫时具有重要的功能,然而,基因功能的发挥在不同的物种中可能有一定差
异,其是否能在转基因水平上增强目标植物的抗逆性有待进一步的深入研究。

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