全 文 ：作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2014, 40(6): 1027−1034 http://zwxb.chinacrops.org/
ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9 E-mail: xbzw@chinajournal.net.cn

本研究由辽宁省科技厅农业攻关项目(2011208001)资助。
* 通讯作者(Corresponding author): 李文利, E-mail: biolwl@dlut.edu.cn
第一作者联系方式: E-mail: yh4018@yeah.net
Received(收稿日期): 2013-09-26; Accepted(接受日期): 2014-01-12; Published online(网络出版日期): 2014-03-24.
URL: http://www.cnki.net/kcms/detail/11.1809.S.20140324.1336.013.html
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2014.01027
一个快速响应干旱的 F-box基因的克隆和表达分析
尹 恒 余琴鸯 安利佳 李文利∗
大连理工大学生命科学与技术学院, 辽宁大连 116024
摘 要: F-box是 Skp1-Cullin1-F-box (SCF)型泛素连接酶 E3的重要组成部分, 在泛素化介导的蛋白质降解中选择性
识别靶蛋白。本文从谷子苗期干旱胁迫条件下构建的转录组文库中克隆了与耐旱早期响应相关的 F-box 基因, 命名
为 SiFBX (GenBank登录号为 KC252635.1)。该基因全长 510 bp, 编码 170个氨基酸。蛋白质结构预测表明, 该蛋白
含有丰富的精氨酸、亮氨酸、丝氨酸, 缺少跨膜结构域及信号肽序列。系统进化分析表明, 该基因与已报道的 EID1
和 FBW4亲缘关系较近。在该基因上游 1.9 kb序列处, 预测到启动子的核心序列及与多种逆境胁迫相关的调控序列。
荧光定量 PCR分析表明, 该基因分别在正常干旱、PEG和 ABA诱导下, 表达量出现显著变化。
关键词: 谷子; 干旱响应; F-box; gRT-PCR
Cloning and Expression Analysis of an F-box Gene (SiFBX) Rapidly Respon-
sive to Drought Stress
YIN Heng, YU Qin-Yang, AN Li-Jia, and LI Wen-Li*
School of Life Science & Biotechnology, Dalian University of Technology, Dalian 116024, China
Abstract: F-box proteins, components of the Skp1-Cullin1-F-box (SCF) protein E3 ubiquitin ligase complex, serve as the variable
component responsible for substrate recognition and recruitment in SCF-mediated proteolysis. The anti-drought relative gene of
SiFBX (GenBank accession number KC252635.1) which belongs to the F-box super family was cloned from foxtail millet (Se-
taria italic). The full-length cDNA of SiFBX was 510 bp, which encoded 170 amino acid residues. Protein analysis and structure
predication showed that it has a higher proportion of arginine (R), leucine (L), and serine (S) and a lack of trans-membrane do-
mains and signal peptide. Phylogenetic analysis demonstrated that SiFBX has similarity with EID1 and FBW4. Many abiotic
stress-related cis-acting elements and transcription factors were discovered in the 1.9 kb upstream region of SiFBX. The results of
real-time PCR showed that there were remarkable changes in the expectation level of SiFBX for the treatments with PEG, wa-
ter-withholding, and ABA.
Keywords: Setaria italica; Drought response; F-box protein; qRT-PCR
研究表明, 泛素化蛋白连接酶 E3对植物生长发
育和逆境胁迫响应等过程中的关键步骤具有重要的
调控作用[1], Skp1-Cullin1-F-box (SCF)型蛋白复合物
是 E3中研究最深入的一类。F-box蛋白也是真核细
胞中一大类蛋白质家族, 包含了一个 35~60个氨基
酸组成的 F-box结构域, 在 SCF型 E3介导的蛋白降
解中, 起着靶蛋白识别和稳定 SCF 复合物的作用。
F-box 蛋白结构域的 N-端部分与 SKP 结合, 通过其
C-端部分与靶蛋白结合发挥作用。在 F-box 蛋白结
构域的下游 , 常常伴随一些重要的次级元件 , 如
LRR (leucine-rich repeat)、WD repeat、亮氨酸拉链
结构等[2]。
Shinozaki 等[3]首先在拟南芥基因组序列中发现
了近 700个编码 F-box蛋白的基因, 占基因组编码总
蛋白的 3%左右。Jain等[4]也在水稻基因组中发现了
687个 F-box蛋白, 根据 F-box蛋白 C端的不同将其
分为 10大类亚家族。对功能已知的 F-box蛋白深入
研究表明, F-box 蛋白几乎参与所有的植物生长发
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育、细胞分裂及植物激素的响应调控过程 [5], 如
LKP、ZTL、FKF 参与开花和对光周期的调控 [6-7];
EID1 参与光形态的建成 [8]; UFO 影响植物花的发
育 [9-12]; ORE1和 MAX2调控叶片衰老和后期树冠的
分支数[13]。目前, 通过大规模测序和生物信息学等手
段已经预测了大量的 F-box蛋白, 除少部分蛋白功能
得到验证外, 更多的F-box蛋白还处于功能未知状态,
这些蛋白在干旱胁迫中的作用则知之更少。
谷子(Setaria italic L.)是我国北方古老的谷类作
物之一, 具有突出的耐旱性及水分利用效率。谷子
具有基因组小(约500 Mb)、自交结实率高、具 C4合
成途径、与目前主要粮食作物、饲料作物及能源作
物亲缘关系较密切等特点, 已经逐步成为基因组学
研究的理想的模式作物[14]。由于谷子的良好耐旱性,
农艺性状改良方面表现出广阔的研究潜力。利用分
子生物学技术, 已经从谷子中发现大量与耐旱相关
的基因。目前, 国内学者已经在谷子中克隆到的基
因有 DnaJ蛋白基因(SiDnaJ) [15]、干旱应答元件结合
蛋白基因(SiDREB) [16]、12-氧代植二烯酸还原酶基因
(SiOPR1)[17]、3-磷酸甘油醛脱氢酶基因(GAPDH) [18]、
磷脂酶 D 基因(SiPLDa1) [19]、CBL 家族[20]、PP2C
家族[14]和 ABF3[21]等。但与已知的拟南芥逆境相关
的基因 (8000个 )和水稻干旱应激诱导基因 (约5000
个)数目相比, 在抗旱性极强的谷子中发现和鉴定的
与干旱相关的基因屈指可数。因此, 继续加大谷子
抗旱性研究, 发掘谷子抗旱基因, 深入了解谷子抗
旱机制尤为重要。
本研究以干旱胁迫处理下的谷子幼苗为材料 ,
构建了耐旱相关转录组数据库, 克隆得到一个可能
参与快速响应干旱胁迫的 F-box 基因 , 命名为
SiFBX。利用生物信息学手段对该基因及其上游启动
子序列进行分析, 并通过实时定量 PCR 初步验证其
在干旱胁迫及 ABA激素胁迫下的表达调控。该基因
的发现, 为研究干旱胁迫下谷子转录后翻译水平的
耐性机制提供了基础。
1 材料与方法
1.1 植物材料及胁迫处理
晋谷34由山西农业科学院作物遗传研究所提
供。将种子播于苗床(草炭土、珍珠岩和蛭石的质量
比为1∶1∶1)上, 在湿度为70%、温度22℃条件下培
养。生长20 d后(三至四叶期), 取长势大小一致的幼
苗分别进行模拟干旱(幼苗置于含有20% PEG的1/2
Hoagland营养液中, pH 7.0)、正常干旱(断水处理)和
喷施ABA (100 μmol L–1)胁迫处理。分别在PEG和
ABA胁迫处理后0.5、1.0、2.0、4.0和8.0 h取样, 正
常干旱处理为断水后每天9:00取样, 分别断水1、2、
3、4、5和6 d, 每处理每次取10株, 3次重复。样品于
液氮速冻, –80℃保存备用。
1.2 SiFBX基因编码区全长 cDNA的克隆
从注释的干旱诱导的谷子转录组数据库中, 筛
选出F-box基因片段, 使用Trinity (release-20130225)进
行序列的组装 (默认参数 ), 利用DNAMAN软件
(http://www.lynnon.com/)进行 ORF搜索 (ORF>50),
得到F-box基因编码序列。根据此序列, 设计并合成
引物SiFBX-FM和SiFBX-RM (表1)。取正常干旱(断水)
处理 3 d的样品 , 用 RNAiso Plus (TaKaRa)分离
mRNA, 使用PrimeScript First Strand cDNA Synthe-
sis Kit (TaKaRa)反转录合成cDNA。利用SiFBX-FM
和SiFBX-RM引物进行PCR扩增该基因编码区全长
片段, 回收PCR产物, 连接到pMD-18T Simple载体
(TaKaRa), 转化大肠杆菌 (DH5α), 挑取阳性克隆 ,
经质粒酶切验证正确后测序。

表 1 SiFBX基因克隆及 Real-time PCR分析所需引物
Table 1 Primers used in SiFBX genes cloning and real-time PCR analysis
引物名称
Primer
引物序列
Primer sequence (5′–3′)
用途
Use
SiFBX-FM GGGATCCATGGCAATTGGACAGGGC 克隆基因 Gene cloning
SiFBX-RM CGGGAGCTCCTAGACCTCGGAGAGCAAG 克隆基因 Gene cloning
SiFBX-RT-F TGTGCAAGGTGAACCACAG 实时定量 Real-time PCR
SiFBX-RT-R GGCGTCGCAAACTTGAAATG 实时定量 Real-time PCR
SiActin-F CAAGGCTAACAGGGAGAAGATG 实时定量 Real-time PCR
SiActin-R CACCAGAGTCCAACACGATAC 实时定量 Real-time PCR
下画线部分表示酶切位点。Sequence parts underlined indicate enzyme restriction sites.

第 6期 尹 恒等: 一个快速响应干旱的 F-box基因的克隆和表达分析 1029


1.3 生物信息学分析
用ProParam (http://espasy.org/tools/protparam.html)
分析 SiFBX蛋白的物理和化学性质。用 Predict Protein
(http://www.Predictprotein.org/) 和 ProScale (http://
expasy.org/tools/protscale.html)预测 SiFBX 蛋白质的
二级结构及疏水区域。利用 TMpred (http://www.ch.
embnet.org/software/TMPRED_form.html)和 TMHMM
(http://www.cbs.dtu.dk/services/TMHMM)分析 SiFBX
的蛋白跨膜结构域。通过 PROSITE (http://www.
expasy.ch/Prosite)预测该蛋白质的结构域和功能位
点。利用 CCD数据库和 PFAM数据库分析该蛋白的
保守结构域和家族, 确定该基因所属的蛋白家族[22]。
利用 ClastalX (默认参数)进行多重序列比对, 使用
MEGA (重复次数 1000)构建 N-J系统进化树。使用
在线预测工具 PlantCARE[23] (http://bioinformatics.psb.
ugent.be/webtools/plantcare/html/)预测 SiFBX 的启动
子结构。
1.4 RNA提取和 Real-time PCR分析
根据获得的 SiFBX 基因序列 , 设计并合成
Real-time PCR引物 SiFBX-RT-F和 SiFBX-RT-R。以
Actin 基因作为内参, 设计引物 SiActin-F 和 SiActin-R
(表 1)。
利用RNAiso试剂盒(TaKaRa, 辽宁大连)分别提
取 1.1 中材料的总 RNA, 分别以总 RNA 作为模板,
使用 PrimerScript RT Master Mix (Perfect Real-time)
试剂盒(TaKaRa, 大连)反转录合成 cDNA。总 RNA
200 ng左右加入 5×PrimerScript RT Master Mix (for
Real-time) 2 μL, RNase Free dH2O补充至 10 μL。于
PCR仪(TaKaRa)设定 37 15 min℃ ; 85 5 s℃ ; 4℃合成
cDNA。使用 One Step SYBR PrimerScript RT-PCR
Kit (Perfect Real Time)试剂盒(TaKaRa, 辽宁大连)进
行 PCR, 反应体系包括 2×SYBR Premix Ex Taq II
(含荧光染料) 12.5 μL、10 μmol L–1引物各 1 μL、
ddH2O 8.5 μL和 cDNA模板 2 μL。以谷子 Actin基
因作为内参基因 , 采用两步法进行实时荧光定量
PCR扩增(ABI7300, Applied Biosystems)。反应条件
为 95 30 s℃ ; 95 5 s, 61 31 s℃ ℃ (搜集信号), 40个循
环。使用 SDS软件分析实时定量 PCR结果。
2 结果与分析
2.1 SiFBX基因全长 cDNA的克隆和染色体定位
利用生物信息学方法和 PCR技术克隆得到一个
与耐旱相关的 F-box 基因(图 1)。分析结果表明, 在
其编码的蛋白氨基酸序列中, 第 72、第 73、第 80
和第 96位的氨基酸分别为亮氨酸(L)、脯氨酸(P)、
缬氨酸(V)和丝氨酸(S), 具有 F-box 家族蛋白的基
本特征 [24], 因此命名为 SiFBX, 并将该序列提交到
GenBank (登录号为 KC252635.1)。
将序列与谷子基因组数据库(http://www.phyto-
zome.net/)比对, 发现该基因位于谷子 Scaffold_2 区
段的 43 260 108~43 260 815 位点。使用 DNAMAN
对该区域的序列进行预测分析, 发现编码 SiFBX 的
片段是由 2个内含子和 3个外显子组成(图 2)。

图 1 SiFBX 基因 PCR扩增条带
Fig. 1 PCR results of SiFBX gene
1~6: SiFBX在 50.5、52.0、54.4、56.8、59.0和 60.0℃下 PCR结
果; Marker: DL2000 (TaKaRa)。
1–6: PCR products of SiFBX gene at the temperature of 50.5, 52.0,
54.4, 56.8, 59.0, and 60.0 respectively;℃ Marker: DL2000 (TaKaRa).


图 2 SiFBX在谷子基因组上的位置和结构
Fig. 2 Location and structure of SiFBX in Setaria italic genome

2.2 SiFBX基因的生物信息学分析
SiFBX蛋白由170个氨基酸组成, 分子量为18.6 kD,
等电点 pI为 10.90 (图 3)。在 170个氨基酸残基中, 精
氨酸 (R, 10.0%), 亮氨酸 (L, 11.2%), 丝氨酸 (S,
12.9%)所占比例达到了 34.1%。
二级结构预测发现, 在 SiFBX 蛋白 N 端含有由
48个氨基酸构成的螺旋结构, 在 C端含有由 12个氨
基酸组成的螺旋结构。用 ProScale 进行疏水性分析
显示, 该蛋白含有 6个疏水区, 分别位于氨基酸序列
的 15~17、66~69、76~82、92~96、104~105和 155~161
区域内, 尤其在 66~105 处, 疏水区域较为集中, 可
能为 SiFBX的作用位点。利用 PROSITE进行 SiFBX
蛋白质结构域、家族和功能位点分析发现, SiFBX含
有一个 F-box结构域(66~144)(图 4-C)。在已知的 SCF
型 E3复合物中, F-box蛋白结构域的 N-端和 C-端分
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别结合 SKP 蛋白和下游蛋白, 据此预测, 其中 2 个
可能的结合位点, 一个为 F-box 蛋白与 SKP 结合部
位(实线显示区域), 另一个为 F-box蛋白与靶蛋白结
合部位(虚线显示区域)(图 3)。
利用 TMpred 和 TMHMM 对 SiFBX 蛋白质进行
跨膜结构分析, 结果均未发现跨膜结构, 表明 SiFBX
可能不是一个跨膜蛋白。通过 Signal IP预测, 未能够
找到信号肽结构, 说明该蛋白在细胞中不是分泌蛋
白, 可能位于细胞质基质或者细胞核基质中。
首先利用 CCD 数据库的 CD-search 工具, 确定
该基因属于 pfam00646 基因家族。其次利用 NCBI
搜索 , 得到 34 777 条相关基因 , 其中植物来源共
15 196 条。然后结合 UniportKB 及 Swiss-port 数据
库筛选得到 563条非冗余序列。用 MEGA4.0软件进

图 3 SiFBX基因序列及推导氨基酸序列分析
Fig. 3 Analysis of SiFBX gene sequence and amino acid sequence deduced

图 4 植物所有非冗余 F-box基因的家族分析以及 SiFBX、EID1、FBW4的保守结构域比较
Fig. 4 Analysis of all non-redundant F-box gene family in plants and the relatively conserved domains among SiFBX, EID1, and FBW4
A: 所有植物非冗余 F-box基因的亲缘关系分析; B: 树 A显示的进化上的保守基因簇部分; C: SiFBX、EID1和 FBW4蛋白的
结构域对比分析。
A: Phylogenetic relationship analysis for all non-redundant F-box gene in plants; B: A part of tree A on a evolution of conserved gene
cluster; C: Comparative analysis of protein domains among SiFBX, EID1, and FBW4.
第 6期 尹 恒等: 一个快速响应干旱的 F-box基因的克隆和表达分析 1031


行多重序列比对以及构建 N-J系统进化树, 563条非
冗余序列被分为 6大类。SiFBX 与已报道的 EID1
(empfindlicher im dunkelroten Licht 1)和 FBW4
(F-box containing WD40 repeat-domain protein 4)等
基因分为同一大类 , 该大类共 12条蛋白序列 (图
4-A)。在此大类中, SiFBX与 FB220、FB84、FBL91
以及 SKI32相似度较高(图 4-B), 进一步分析 SiFBX、
EID1和 FBW4的保守结构域发现, EID1可能含有一
个未知的次级结构域, FBW4含有一个WD40-repeats
次级结构域, 而 SiFBX下游没有发现次级结构域(图
4-C), 说明 SiFBX是一个新发现的 F-box基因。
2.3 SiFBX基因的上游启动子分析
从 SiFBX基因的 ATG开始, 截取 SiFBX基因 5′
区域上游 1925 bp 的核苷酸序列, 使用 PlantCARE
在线预测 SiFBX的结构(图 5)。
在 ATG上游 759 bp处发现 TATA-box区域, 转
录起始位点位于上游 739 bp处, 在上游 738 bp至上
游 1039 bp 区域预测到多种逆境胁迫相关的顺式作
用元件(表 2), 包括与光、温度、激素、厌氧、干旱、
细胞周期响应及组织特异性响应元件等。

图 5 SiFBX启动子结构示意图
Fig. 5 Structure diagram of SiFBX promoter

表 2 SiFBX基因上游调控区胁迫相关的启动子元件
Table 2 Stress-regulated element in upstream regions of SiFBX gene
相关因子
Associated factor
启动子元件
Promoter element
光照响应 Light response ACE, ATCC-motif, ATCT-motif, Box I,CATT-motif, G-box, GA-motif, MRE, SP1, Box II, chs-Unit 1 m1
温度响应 Heat response HSE (heat stress responsiveness)
激素响应 Hormone response CGTCA-motif, ERE, ABRE, GARE, TCA-element, TGA-element, TGACG-motif, motif II
厌氧胁迫 Anoxic response ARE (anaerobic induction element)
干旱胁迫 Drought response CCAAT-box, MBS (MYB binding site involved in drought-inducibility)
细胞周期 Cell cycle MSA-like, circadian
组织特异 Tissue-specific GCN4-motif, motif I

2.2 SiFBX基因的表达模式分析
在用 20% PEG胁迫处理谷子幼苗后, SiFBX在谷
子叶片呈现显著上调表达的趋势, 在 2.0 h 表达量达
到最大, 为对照组的 30.9 倍。根部和茎部均在 1.0 h
达到最大, 分别为对照组的 4.1倍和 1.5倍。当用 100
μmol L–1 ABA处理后, SiFBX基因在 0.5 h叶片中的表
达量达到最大, 为对照组的 1.2倍, 在 1 h表达量最低,
仅为对照组的 0.07倍, 随后开始出现上升趋势。茎部
在 4 h和 8 h显著上调表达, 分别为对照组的 1.5倍和
1.4倍。根部在各个时间点的表达量显著低于对照组,
一直处于抑制状态。在正常干旱处理下, SiFBX 基因
在第 2天和第 5天的茎中表达显著下调, 分别为对照
组的 0.41 倍和 0.57 倍, 而在第 6 天的叶片中则显著
上调表达, 根中没有明显变化(图 6)。
3 讨论
F-box 蛋白在植物的生长发育和激素响应中具
有重要作用[5]。我们从谷子中克隆了一个快速响应
干旱的 F-box基因, 命名为 SiFBX。通过对所有植物
F-box家族的分析发现该基因与目前报道的 EID1以
及 FBW4同源关系接近。EID1是一个光敏色素 A依
赖的 HIR-信号通路的负调控元件, 参与植物光形态
的建成, 具有核定位信号肽[25], 能够特异地与 ASK
(Arabidopsis Skp1-like proteins)和 Cullin1 相互作用
形成稳定的二聚体和三聚体 [8]。EDL3 (EID1-like
protein 3)是与 EID1高度相似的 F-box家族蛋白, 在
拟南芥中参与依赖 ABA的种子萌发、根系生长、黄
化苗绿化以及开花等过程的调控, 同时也参与响应
温度、干旱、渗透以及盐胁迫[26]。FBW4是一个编码
WD40结构域的 F-box蛋白, 在氧化胁迫诱导的细胞
凋亡途径中, 尽管与 RCAN1 相互作用, 但也能够独
立应对 H2O2刺激[27]。本研究中, SiFBX 与 EID1 和
FBW4被聚为一类, 说明 SiFBX可能具有与 EID1和
FBW4 相似的功能。对比 SiFBX、EID1 和 FBW4 的
结构域发现, SiFBX不仅缺少占据了 EID1 和 FBW4
蛋白很大比重的次级结构域, 而且还缺少 EID1 和
FBW4 所特有的核定位信号肽。在 SiFBX 蛋白的 C
端, 仅有一个由 12个氨基酸组成的小型双螺旋结
1032 作 物 学 报 第 40卷



图 6 SiFBX基因在谷子中的表达模式分析
Fig. 6 Expression pattern analysis of SiFBX gene in Setaria itallica L.
柱上小写字母不同表示在 0.05的水平上差异显著。
Bars superscripted by different letters are significantly different at the 0.05 probability level.

构, 说明 SiFBX 在结合下游靶蛋白时, 蛋白复合物
的结合程度可能不如 EID1 和 FBW4 稳定。由于缺
少可能的细胞定位和跨膜结构域, SiFBX 在细胞质
中处于游离状态, 加之 SiFBX 含有较高比例的精氨
酸、亮氨酸和丝氨酸组成, 很容易被丝氨酸/苏氨酸
蛋白激酶激活, 参与信号的转导途径。以上原因或
许导致 SiFBX 对于干旱、渗透以及 ABA 激素胁迫
的快速而强烈的响应。
本研究中, 实时定量结果也显示了 SiFBX 对干
旱、渗透和 ABA胁迫的响应, 与 EDL3的功能比较
类似。叶片和根部是 ABA的主要合成器官, ABA在
叶绿体及其他质体中合成后, 双向运输, 叶片合成
的 ABA 沿着韧皮部向根部运输, 运输速度慢, 而根
部合成的 ABA沿着导管向叶片运输, 运输速度快。
受到胁迫时, ABA 会在植物体叶片中迅速积累, 参
与对逆境的响应。研究表明, EDL3甚至能够响应轻
微胁迫, 低浓度 ABA (5 μmol L–1)处理下, 90 min转
录水平就能增加 4倍, 高浓度的 ABA处理反而会抑
第 6期 尹 恒等: 一个快速响应干旱的 F-box基因的克隆和表达分析 1033


制 EDL3 的转录 [25]。与该结果相比较 , 我们推测
SiFBX可能参与 ABA信号分子的转导, ABA的浓度
影响 SiFBX 的表达。正常干旱处理下, 随胁迫程度
逐渐加剧, 叶片中积累的 ABA 含量在不断增加, 增
强了 SiFBX 基因的表达, 因此在叶片中的表达量呈
现上调趋势。在 PEG 的处理下, 胁迫程度剧烈而突
然, 叶片合成的 ABA 快速增加, SiFBX 的表达量也
快速增加, 当 ABA 的浓度积累到一定程度时, 抑制
了 SiFBX 信号的转导, 表达量开始呈下降趋势(图
6)。而当用 100 μmol L–1 ABA处理叶片时, 高浓度
的 ABA 迅速抑制 SiFBX 在根和叶中的表达。随着
ABA 途径的信号分子的降解, SiFBX 受到的抑制作
用开始缓慢解除, SiFBX在根、茎和叶中表达量呈现
上升趋势(图 6)。
在SiFBX的启动子区域发现6类分别与光、温度、
激素、厌氧、干旱、细胞周期响应及组织特异性响
应相关的顺式作用元件 , 推测SiFBX可能通过这些
元件对外界逆境做出应答。MYB15与MYB84参与了
SiFBX基因的转录 , 过量表达MYB15基因可以增强
拟南芥对于ABA和干旱的耐性[28], 而MYB84基因被
报道具有增强水稻抵抗盐害的作用 [29], 说明SiFBX
在应对逆境胁迫中发挥潜在作用。转录组数据表明
干旱胁迫条件下 , 谷子中SiFBX的表达量大幅度上
升(结果未列出), 说明干旱应答相关顺式作用元件
可能与信号分子结合, 激活该基因的转录。荧光定
量PCR结果显示, 干旱和PEG诱导条件下该基因在
谷子叶片中表达量显著上调(图6), 这可能与启动子
区域的干旱应答顺式作用元件有关。我们推论SiFBX
启动子区域多种逆境应答相关作用元件可能调控该
基因在不同逆境条件下的表达。SiFBX启动子区域中
存在ABA、乙烯、茉莉酸应答相关顺式作用元件, 表
明该基因参与了信号相关转导途径。进一步表明该
基因表达产物SiFBX蛋白是通过上游激素相关顺式
作用元件响应激素信号, 而激素信号转导途径与植
物的耐逆性相关[30-31]。
4 结论
从谷子幼苗中克隆获得 SiFBX 基因, 编码一个
F-box 蛋白, 通过启动子区域的逆境及激素应答相
关顺式作用元件调控其转录水平, 实现对干旱逆境
的响应。
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