全 文 ：作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2013, 39(2): 230237 http://www.chinacrops.org/zwxb/
ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9 E-mail: xbzw@chinajournal.net.cn

本研究由国家自然科学基金项目(31071671), 天津市科委支撑项目(11ZCKFNC0070)和天津师范大学市级重点实验室开放研究基金
(201003)资助。
* 通讯作者(Corresponding author): 王振英, E-mail: wzycell@yahoo.com.cn
第一作者联系方式: E-mail: xiaoying8216@yahoo.com.cn
Received(收稿日期): 2012-05-10; Accepted(接受日期): 2012-10-09; Published online(网络出版日期): 2012-11-14.
URL: http://www.cnki.net/kcms/detail/11.1809.S.20121114.1642.003.html
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2013.00230
白菜脱水应答转录因子 BpDREB1基因的克隆及功能研究
刘晓颖 陈丽媛 张竞秋 李嘉玮 高 越 王振英*
天津师范大学生命科学学院 / 天津市细胞遗传与分子调控重点实验室, 天津 300387
摘 要: DREB1/CBF类转录因子在植物抵抗外界胁迫上起重要作用, 利用这些基因改良作物抗逆性具有重要意义。
本研究在白菜中分离到一个DREB类转录因子基因 BpDREB1 (GenBank登录号为 EF219470)。该基因序列全长 647 bp,
推测编码蛋白含 213个氨基酸, 相对分子量为 23 kD, 理论等电点为 5.11, 与白菜中该类转录因子序列同源性为 94%。
进化树表明, BpDREB1属于 DREB亚家族中 A1亚族。基因的诱导表达模式分析显示, BpDREB1被低温强烈、迅速
诱导表达, 并对干旱胁迫也有一定程度的响应, 但对高盐处理几乎没有响应。过表达 BpDREB1的转基因拟南芥经低
温诱导后, 其体内可溶性糖及脯氨酸含量大幅度提高。以上结果显示 BpDREB1转录因子基因具有家族成员基因结构
的特征, 在低温、干旱应答途径中起重要作用。
关键词: 白菜; BpDREB1; 低温; 干旱
Isolation and Functional Analysis of a New DREB Transcription Factor
(BpDREB1) from Brassica pekinensis
LIU Xiao-Ying, CHEN Li-Yuan, ZHANG Jing-Qiu, LI Jia-Wei, GAO Yue, and WANG Zhen-Ying*
Tianjin Key Laboratory of Cytogenetical and Molecular Regulation / College of Life Sciences, Tianjin Normal University, Tianjin 300387, China
Abstract: DREB1/CBF transcription factors play an important role in plant stress tolerance, and one of important significance to
gain stress-tolerant crops by transgenic technologies. In this study, a DREB-like gene, named BpDREB1 (GenBank accession No.
EF219470), was cloned from Chinese cabbage. The BpDREB1 cDNA was 647 bp in length, and encoded protein of 213 amino
acids with an predicted molecular weight of 23 kD and a isoelectric point of 5.11, and shared 94% similarity with other DREB
transcription factor from Chinese cabbage. On the basis of multiple sequence alignment and phylogenetic analysis, BpDREB1 was
classified in A-1 group of the DREB family. The expression patterns analysis indicated that BpDREB1 was strongly up-regulated
at low temperature, also responded to dehydration. However, the expression of BpDREB1 was not affected by high salinity. The
expression pattern of BpDREB1 was the same as that of other DREB transcription factors in A-1 group. Overexpression of
BpDREB1 greatly increased the contents of total soluable sugar and free proline in transgenic Arabidopsis plants, demonstrating
that transgenic Arabidopsis induced the expression of soluable sugar and proline related genes to enhance the tolerance to stress.
These results suggest that BpDREB1 from Chinese cabbage has the typical characteristic of DREB transcription factors, and func-
tions under the stress conditions including low temperature and drought.
Keywords: Chinese cabbage; BpDREB1; Low temperature; Dehydration
非生物胁迫是影响植物生长发育以及作物产
量、品质的重要环境因素[1]。植物在长期的进化过
程中形成了多种能够在逆境下生存的适应机制。植
物体通过一系列生理、生化以及分子水平上的改变
来适应逆境胁迫[2-3]。广泛大量的研究结果表明, 植
物对低温、干旱和高盐等胁迫的抗逆作用是多个基
因和基因家族共同作用的结果[4-5]。这些基因主要分
为功能基因(酶和结构基因)和调控基因(转录因子和
信号转导基因)两类, 仅拟南芥中就克隆了 299 个干
旱诱导表达基因, 213 个高盐诱导表达基因, 544 个
第 2期 刘晓颖等: 白菜脱水应答转录因子 BpDREB1基因的克隆及功能研究 231


低温诱导表达基因[2,6]。转录因子基因通过与下游基
因启动子区域的顺式作用元件发生特异性结合, 激
活或抑制下游多个抗逆基因表达, 调节不同的生理
过程, 实现对逆境的耐受[7-9]。这些转录因子基因又
可以进一步划分为多个亚家族 , 如 AP2/EREBP、
MYB、NAC、MYK和 ERF[10]等。
DREB亚家族隶属于 AP2/EREBP家族, 含有一
个 AP2结构域, 通过与DRE/CRT顺式作用元件结合,
调控下游基因表达, 例如 rd29A、cor15A、Kin1等[11-14],
这些基因表达产物的综合作用可以提高植物对干旱、
低温、高盐[7,15-18]的抗性。目前, 已经在油菜[19]、玉
米[20]、大豆[21]、大麦[22]、水稻[23]和棉花[24]等多种作物
中克隆得到 DREB基因。但这些 DREB基因的保守序
列并不完全相同, 响应逆境的类型、程度也存在差异。
因此, 研究不同作物、不同类型的 DREB 基因对深入
了解植物抗逆途径有着重要的意义。
大白菜为中国秋季种植的重要蔬菜品种 , 秋
季的突然低温会造成大白菜的冻害 , 使大白菜强
烈脱水, 产量降低, 严重影响大白菜的品质。本研
究用生物信息学方法结合 PCR 技术, 在大白菜中
克隆了一个脱水应答转录因子基因, 并对该基因的
结构、推测的氨基酸序列、进化树等进行了分析, 发
现其属于 DREB亚家族中 A1亚族, 进一步研究表明,
该基因受低温强烈诱导表达, 转基因过表达能明显提
高拟南芥植株中可溶性糖等抵御冻害的有机物质含
量。该研究为白菜抗低温分子机制研究提供依据, 为
转基因抗冻植物研究提供新的基因资源。
1 材料与方法
1.1 植物材料培养及胁迫处理
白菜(Brassica rapa pekinensis)秋绿 60种子由天
津蔬菜研究所提供。种子经消毒后, 于温度 23℃、
光照 16 h、黑暗 8 h的 MS培养液培养 7 d。将白菜
幼苗分成 4组, 第 1组不经任何处理, 作为对照; 第
2 组于 4℃冰箱低温处理整株材料; 第 3 组以 10%
PEG6000 的培养液进行干旱处理; 第 4 组以含 250
mmol L–1 NaCl的培养液进行高盐处理。处理时间依
次为 2、4、8、12、24和 48 h。分别提取上述材料
总体 RNA, –80℃冷冻备用。
拟南芥(Arabidopsis thaliana) Columbia 生态型
品种由浙江大学寿惠霞教授馈赠。拟南芥种子经消
毒后, 以 1/2MS 培养基培养至四叶期移至培养土中
培养, 定期浇水, 用于后续试验。
1.2 DREB基因的分离
按 RNAiso Plus试剂盒说明, 提取低温处理 2 h
白菜叶片的总 RNA, 以 1 μg 总 RNA 为模板, 用
OligodT(18)为逆转录引物, 在 AMV 作用下逆转录
成 cDNA。利用 Bio-Edit 软件比对分析芥菜
(EU136731.1)、油菜(AF499032.1、AF084185.1)和萝
卜(GQ866977.1)的 DREB 基因序列, 设计并合成 1 对
引物, BpF: 5-ATGCGATGACCTCATTTTCT-3, BpR:
5-TAATAACTCCAAAGGGACAC-3, 进行 PCR扩增,
扩增体系含 cDNA 1 μL、10× PCR缓冲液 2.5 μL、25
mmol L–1 MgCl2 1.5 μL、10 mmol L–1 dNTPs 1 μL、1
mmol L–1上下游引物各 2.5 μL、5 U μL–1 Taq E 0.25
μL、ddH2O 13.75 μL。反应条件为 95℃ 5 min; 95℃ 1
min, 50℃ 60 s, 72℃ 2 min, 35个循环, 72℃ 5 min。
PCR 产物经 1.0%琼脂糖凝胶电泳分离、纯化后插入
pGEM-Teasy载体, 转化到 DH5α感受态细胞中, 将阳
性克隆子送由生工生物工程(上海)有限公司测序, 测
序结果提交 NCBI GenBank进行同源性分析。
1.3 白菜叶片基因组 DNA的提取
利用 CTAB 法提取白菜叶片基因组 DNA, 用
0.75%琼脂糖凝胶电泳检测 DNA 质量。用 1.2 中引
物和反应体系进行 BpDREB1的 gDNA扩增, 将产物
克隆和测序并与 BpDREB1的 cDNA序列比对, 确定
是否含内含子。
1.4 DREB基因表达模式分析
用基因表达半定量 RT-PCR法分析 BpDREB1在
不同诱导条件下的表达模式, 以未经处理的白菜叶
片 RNA, 不同处理的叶片 RNA, 经转录后得到的
cDNA 为模板, 根据基因 cDNA 序列设计特异引物
BpDREB11F和 BpDREB11R, 进行 PCR扩增, 扩增
体系含 cDNA 1 μL、10× PCR缓冲液 2.5 μL、25 mmol
L–1 MgCl2 1.5 μL、10 mmol L–1 dNTPs 1 μL、1 mmol
L–1上下游引物各 2.5 μL、5 U μL–1 Taq E 0.25 μL、
ddH2O 13.75 μL。反应条件为 95℃ 2 min; 95℃ 1 min,
50℃ 30 s, 72℃ 30 s, 30个循环, 72℃ 5 min。根据高
山离子芥 Actin 基因(GenBank 登录号为 AY825362)
设计一对内参基因扩增引物 Actin(F): 5-ATGCG
ATGACCTCATTTTCT-3, Actin(R): 5-TAATAACTC
CAAAGGGACAC-3, PCR 产物经 1.0%琼脂糖凝胶
电泳分析。
1.5 植物表达载体 pCAMBIA1301-BpDREB1的
构建及拟南芥转化
提取 pCAMBIA1301质粒, 以 Bgl II和 BstE II双
232 作 物 学 报 第 39卷

酶切该质粒 , 酶切产物经琼脂糖凝胶电泳分离后 ,
回收 9.8 kb的大片段。然后, 根据 BpDREB1基因的
上下游序列设计 1对特异引物 BpORF-F和 BpORF-
R 扩增基因全长, 并在引物的 5端分别引入 Bgl II
和 BstE II酶切位点, 以 TA克隆的质粒DNA为模板,
进行 PCR 扩增, 将 PCR 扩增产物连接到 pCAMB-
IA1301的 Bgl II和 BstE II位点之间, 构建过表达载
体 35S:BpDREB1: NOS, 命 名 为 pCAMBIA1301-
BpDREB1。
将经鉴定的重组质粒 pCAMBIA1301-BpDREB1
利用冻融法转化农杆菌 GV3101, 在抗性 YEB 平板
上筛选转化菌株, 选取经鉴定的转化菌株, 利用花
蕾浸染法转化拟南芥[25]。
1.6 转基因拟南芥植株筛选、鉴定
待拟南芥成熟后单株收获种子(T0代)。将 T0代
种子春化后种植在含有潮霉素(30 mg L–1)的 1/2MS
固体培养基上筛选, 将可以正常生长的拟南芥小苗
转入泥炭土∶蛭石(1∶1)的花盆中培养, 至抽薹前,
取 1~2片叶子微提 DNA, 进行 PCR检测, 上游引物
为 pCAMBIA1301质粒 Bgl II切点上游 240 bp的 35S
启动子区内序列 35S-1: 5-GCGATAAAGGAAAGG
CCATCG-3, 下游引物为基因区段中一部分序列
BpR-1: 5-CACATCGTTGTTTTCCTCCGT-3, 扩增
体系同 1.2。收集鉴定阳性植株的 T1代种子, 经低温
春化后播种于含有潮霉素(30 mg L–1)的培养基上培
养, 考察 BpDREB1基因的分离比, 选择纯合子用于
后续研究。
1.7 转基因拟南芥中外源基因的表达和生理指
标检测
将 T1 代拟南芥种子播种于培养介质(培养土∶
蛭石∶珍珠岩=2∶1∶1)中培养 3 周, 进行低温胁迫,
分别剪取叶片, 提取总RNA, 进行RT-PCR检测, 上
游引物为 BpDREB1F: 5-ATGACCTCATTTTCTGC
CTTCTCT-3, 下游引物 BpDREB1R: 5-TTAACTC
CAAAGGGACACGTCA-3, 扩增体系同 1.2。同
时测定植株叶片中可溶性糖 [26]、脯氨酸 [27]含量。
以同样条件培养的野生型拟南芥作为对照。所得
数据经 SPSS17.0 软件对两独立样本进行 t 检验
分析。
1.8 转基因植株的抗逆性分析
将正常环境生长 2 周的野生型拟南芥和转基因
拟南芥幼苗移至 4℃低温环境, 观察低温处理 20 d
后, 野生型和转基因拟南芥的表型差异。
2 结果与分析
2.1 BpDREB1基因的结构分析
从 4℃处理 2 h 的白菜叶片中分离到一个新的
DREB1/CBF类转录因子基因, 序列全长 647 bp, 含
有编码 213 个氨基酸的开放读码, 理论预测该蛋白
的分子量为 23 kD, 等电点 5.11。应用 SMART软件
分析发现, 该基因具有典型的AP2/EREBP家族基因
结构域(第 49~107位之间)。另外, 它的 AP2/EREBP
结构域中还有 2 个保守的氨基酸残基(V14 和 E19),
据报道这 2个氨基酸残基在 DREB亚族中是相对保
守的。将该 cDNA 序列命名为 BpDREB1 (GenBank
登录号为 EF219470)(图 1)。经 NCBI/Blastn 分析发
现 , BpDREB1 与 已 发 表 的 白 菜 CBF1 序 列
(DQ022954.1)同源性为 94%。序列分析预测软件显
示, 该序列的第 30~40 区域的 N 端为碱性氨基酸富
集区(PKKPAGRKKFRETRHP), 推测其可能为核定
位信号。

图 1 BpDREB1基因的核苷酸和氨基酸序列
Fig. 1 Nncleotide and amino acid sequences of BpDREB1 gene
下画线: AP2/EREBP结构域; 虚线: 可能的核定位信号序列;
*: 终止密码子。
Underline: AP2/EREBP domain; Dotted line: putative nuclear
localization; Asterisk: stop codon.

将 BpDREB1 序列中预测的 AP2 区的氨基酸序
列与其他已知的 DREB1/CBF 类蛋白序列比对表明
(图 2), 这些序列间氨基酸同源性较高, 其中与油菜
中 CBF序列同源性更为接近。
AP2/EREBP 类转录因子有 AP2 亚族、RAV、
第 2期 刘晓颖等: 白菜脱水应答转录因子 BpDREB1基因的克隆及功能研究 233


DREB、ERF和 AL079349亚族, DREB亚族又可以
进一步划分为 6 个组(A1~A6)[28]。利用 ClustalW 软
件进行系统谱系分析发现, 本研究中克隆的BpDREB1
基因与 DREB亚族中 A1组亲缘关系较近(图 3)。

图 2 DREB/CBF蛋白的多重序列比对
Fig. 2 Multiple aligement of DREB/CBF protein

以基因组 DNA为模板进行 PCR扩增也获得大小
相同的特异性条带, 克隆、测序后发现基因碱基序列
与 BpDREB1相同, 说明基因编码区内部不含内含子。
2.2 BpDREB1基因主要受低温诱导表达
为了进一步分析 BpDREB1 基因在逆境胁迫下
的表达, 利用半定量 RT-PCR 分析法分别检测低温
(4℃)、干旱(10%PEG)和高盐(250 mmol L–1 NaCl)条
件下的基因表达。结果发现 , 在低温诱导下 ,
BpDREB1基因的表达在 2 h内迅速增加, 高表达水
平维持到 48 h 后开始下降; 干旱诱导下, 4 h 后
BpDREB1表达量达到一个峰值, 随后下降, 到 24 h
又有一个峰值, 随后下降到低于本底水平; 高盐诱
导下, 4 h内 BpDREB1表达量略有增加, 但趋势不明
显, 其他时间段表达量一直维持在本底水平。这说
明, BpDREB1 基因表达同时受低温、干旱这两种胁
迫诱导, 不受高盐诱导, 但主要受低温诱导(图 4)。

图 3 白菜 BpDREB1与 DREB亚族中其他基因成员的系统谱
系分析
Fig. 3 Phylogenetic tree analysis of BpDREBl and partical
AP2/EREBP transcription factors

图 4 利用 RT-PCR分析 BpDREB1诱导表达模式
Fig. 4 Expression patterns of BpDREB1 induced by stresses
analyzed by RT-PCR
234 作 物 学 报 第 39卷

2.3 BpDREB1转化拟南芥获转基因纯合株系
为验证目标基因的功能, 我们将目的基因构建
到表达载体 pCAMBIA1301 中, 利用花蕾浸染法转
化拟南芥, 通过 PCR 检测, 发现在 8 棵植株中扩增
出了 750 bp 目的片段(图 5)。初步说明其为转基因
植株。待这 8株阳性植株成熟, 单株收获 T1代种子,
将 T1种子春化后播种于培养介质中 3周, 4℃低温胁
迫幼苗 4 h, 通过 RT-PCR分析, 发现有 7棵植株中
能扩增出 647 bp目的片段(图 6), 说明转化的外源基
因在这些植株中实现了表达, 进一步证明外源基因
已经整合到拟南芥基因组中。
单株收获的 8 株转基因拟南芥 T1代种子经 4℃
低温春化后 , 单株播于含有潮霉素 (30 mg L–1)的
1/2MS固体培养基上, 其中 2个株系(4号和 8号)的
所有植株均抗潮霉素而未发生感抗分离, 表明外源
基因在这 2棵转基因植株中是纯合的。

图 5 转基因拟南芥的 PCR鉴定
Fig. 5 Identification of transgenic Arabidopsis plants by PCR
M: DL2000 marker; 1: 以重组质粒为模板的阳性对照; 2: 以野生型拟南芥为模板的空白对照; 3~17: 转基因拟南芥的 PCR检测。
M: DL2000 marker; 1: positive control; 2: negative control; 3–17: PCR test of transgenic Arabidopsis plants.


图 6 转基因拟南芥的 RT-PCR鉴定
Fig. 6 Identification of transgenic Arabidopsis plants by
RT-PCR
M: DL2000 marker; 1: 以野生型拟南芥为模板的空白对照;
2~9: 转基因拟南芥的 RT-PCR检测。
M: DL2000 marker; 1: negative control; 2–9: RT-PCR test of
transgenic Arabidopsis plants.

2.4 转 BpDREB1基因提高拟南芥对低温的耐受
正常生长条件下, T1 代转基因拟南芥与野生型
拟南芥叶片中的脯氨酸和可溶性糖含量几乎相同。
低温处理 7 d 后, 野生型和转基因拟南芥中的脯氨
酸和可溶性糖含量都会明显升高, 但转基因植株中
的脯氨酸含量是野生型植株的 2.28 倍(P<0.01)(图
7-A), 可溶性糖的含量是野生型的 1.83 倍(P<0.01)
(图 7-B)。这说明, 转 BpDREB1 基因拟南芥较野生
型植株积累了更多的调渗物质, 在抵抗低温胁迫中
可能发挥着重要作用。
图 8是低温胁迫 20 d后拟南芥的生长状态, 明
显看出低温对植物(B)的影响, 表现为植株矮小, 叶
片小而且枯萎黄化; 图示 C为低温处理 20 d的转化
目标基因的拟南芥, 植株长势与对照 A 相比基本没
有受到影响, 比低温处理的 B 长势好, 说明目标基
因明显提高了拟南芥抗低温的能力。
3 讨论
由于一个转录因子可以调控多个与同类性状有
关的基因表达, 因此通过改良或增强一个关键转录
因子的调控能力, 可以通过它促使和增强多个同类
功能基因(如抗旱、抗盐、抗低温基因)同时发挥作
用, 从而使植株获得综合改良效果。脱水应答转录
因子基因最初由 Liu等 [7]通过酵母单杂交技术从逆
境诱导的拟南芥中分离到, 随后在多种作物中[19-24]
克隆了 DREB 基因。典型的转录因子有 4 个功能结
构域, 即 DNA结合域、转录调控域、寡聚化位点和
核定位信号。根据其 D N A 结合域的不同分为
AP2/EREBP、MYB、WRKY和 bZIP等类型[10]。王
平荣等[29]对 AP2/EREBP 序列比较分析发现, 该类
转录因子基因的编码序列中没有内含子, 转录后不
第 2期 刘晓颖等: 白菜脱水应答转录因子 BpDREB1基因的克隆及功能研究 235



图 7 转基因拟南芥的生理指标检测
Fig. 7 Physiological test of transgenic Arabidopsis plants
A: 脯氨酸含量; B: 可溶性糖含量。图柱上不同的大小写字母分别表示在 0.01或 0.05水平上差异显著。
A: free proline contents; B: total soluble sugar contents. Bars by different capitals or lowercase are significantly different at the 0.01 or 0.05
probability levels.


图 8 低温胁迫 20 d后转 BpDREB1基因拟南芥表型
Fig. 8 Phenotype of transgenic Arabidopsis plants at low temperature
A: 常温下野生型拟南芥; B: 低温处理的野生型拟南芥; C: 低温处理的转化 BpDREB1拟南芥。
A: wild type Arabidopsis at room temperature; B: wild type Arabidopsis stressed by low temperature; C: transgenic Arabidopsis stressed by
low temperature.

存在剪辑过程, 推测它在快速应答胁迫刺激、调控
下游抗逆相关基因表达及个体对环境的适应方面具
有很大的优势[30]。
本研究从白菜中克隆了一个 DREB 家族成员
BpDREB1。基因序列全长 647 bp, 与白菜中转录因
子基因序列同源性为 94%, 推测编码蛋白含 213 个
氨基酸, 相对分子量为 23 kD, 理论等电点为 5.11,
氨基酸肽链的第 14 位和第 19 位分别为缬氨酸和谷
氨酸, 与 Okamuro等[31]关于 DREB类转录因子基因
中的AP2/EREBP结构域第 14位缬氨酸和第 19位谷
氨酸在 DREB亚族中非常保守, 尤其是第 14位缬氨
酸, 在决定 DREB转录因子与 DRE顺式作用元件特
异性结合中起关键作用的报道一致, 说明本研究中
克隆的基因属于 AP2/EREBP类转录因子。
在干旱、高盐、低温条件下, 植物体内会累积
大量游离脯氨酸、可溶性糖等物质来对抗外界环境
胁迫[32]。DREB 转录因子在干旱、低温及盐害等非
生物逆境中, 在提高植物的综合抗病能力方面发挥
着重要作用[33]。本研究发现 BpDREB1被低温强烈、
迅速诱导表达, 并对干旱胁迫也有一定程度的响应,
但对高盐处理几乎没有响应。转化 BpDREB1的拟南
芥, 低温诱导后, 植株可溶性糖及脯氨酸含量大幅
度提高, 说明过表达BpDREB1的转基因拟南芥通过
诱导参与可溶性糖和游离脯氨酸合成、积累的相关
基因表达, 来增强自身逆境耐受能力。
4 结论
转录因子基因 BpDREB1 具有 DREB 家族成员
236 作 物 学 报 第 39卷

基因结构的典型特征 , 隶属于 DREB1 家族 ,
BpDREB1在低温诱导下强烈迅速表达, 过表达转基
因植株明显提高对低温的耐受, 推断BpDREB1作为
DREB 家族成员参与植物抗逆信号转导, 在提高植
株的抗低温能力方面发挥作用。
References
[1] Xu Z S, Chen M, Li L C, Ma Y Z. Functions and application of
the AP2/ERF transcription factor family in crop improvement. J
Integr Plant Biol, 2011, 53: 570–585
[2] Yamaguchi-Shinozaki K, Shinozaki K. Transcriptional regulatory
networks in cellular responses and tolerance to dehydration and
cold stresses. Annu Rev Plant Physiol, 2006, 57: 781–803
[3] Vij S, Tyagi A K. Emerging trends in the functional genomics of
the abiotic stress response in crop plants. Plant Biotechnol J,
2007, 5: 361–380
[4] Century K, Reuber T L, Ratcliffe O J. Regulating the regulators:
the future prospects for transcription-factor-based agricultural
biotechnology products. Plant Physiol, 2008, 147: 20–29
[5] Yang S, Vanderbeld B, Wan J, Huang Y. Narrowing down the
targets: towards successful genetic engineering of drought tole-
rant crops. Mol Plant, 2010, 3: 469–490
[6] Seki M, Narusaka M, Ishida J, Nanjo T, Fujita M, Oono Y,
Kamiya A, Nakajima M, Enju A, Sakurai T, Satou M, Akiyama K,
Taji T, Yamaguchi-Shinozaki K, Carninci P, Kawai J, Hayashi-
zaki Y, Shinozaki K. Monitoring the expression profiles of 7000
Arabidopsis genes under drought, cold, and high-salinity stresses
using a full-length cDNA microarry. Plant J, 2002, 31: 279–292
[7] Liu Q, Kasuga M, Sakuma Y, Abe H, Miura S, Yamaguchi-
Shinozaki K, Shinozaki K. Two transcription factors, DREB1 and
DREB2, with an AP2/EREBP DNA-binding domain separate two
cellular signal transduction pathways in drought- and low-
temperature responsive gene expression in Arabidopsis. Plant
Cell, 1998, 10: 1391–1406
[8] Bartels D, Sunkar R. Drought and salt tolerance in plants. Criti-
cal Rev Plant Sci, 2005, 24: 23–58
[9] Vinocur B, Altman A. Recent advances in engineering plant to-
lerance to abiotic stress: achievements and limitations. Curr Opin
Biotechnol, 2005, 16, 123–132
[10] Umezawa T, Fujita M, Fujita Y, Yamaguchi-Shinozaki K, Shino-
zaki K. Engineering drought tolerance in plants: discovering and
tailoring genes to unlock the future. Curr Opin Biotechnol, 2006,
17: 113–122
[11] Thomashow M F, Gilmour S J, Stockinger E J, Jaglo-Ottosen K
R, Zarka D G. Role of the Arabidopsis CBF transcriptional acti-
vators in cold acclimation. Physiol Plant, 2001, 112: 171–175
[12] Agarwal P K, Agarwal P, Reddy M K, Sopory S K. Role of
DREB transcription factors in abiotic and biotic stress tolerance
in plants. Plant Cell Rep, 2006, 25: 1263–1274
[13] Kim J. Perception, transduction, and networks in cold signaling.
J Plant Biol, 2007, 50: 139–147
[14] Gao J P, Chao D Y, Lin H X. Understanding abiotic stress tole-
rance mechanisms: recent studies on stress response in rice. J
Integr Plant Biol, 2007, 49: 742–750
[15] Nakashima K, Shinwari Z K, Sakuma Y, Seki M, Miura S, Shi-
nozak K, Yamaguchi-Shinozaki K. Organization and expression
of two arabidopsis DREB2 genes encoding DRE binding proteins
involved in dehydration- and high-salinity responsive gene ex-
pression. Plant Mol Biol, 2000, 42: 657–665
[16] Tian X H, Li X P, Zhou H L, Zhang J S, Gong Z Z, Chen S Y.
OsDREB4 genes in rice encode AP2-containing proteins that bind
specifically to the dehydration-responsive element. J Integr Plant
Biol, 2005, 47: 467–476
[17] Sakuma Y, Maruyama K, Osakabe Y, Qin F, Seki M, Shinozaki K,
Yamaguchi-Shinozakia K. Functional analysis of an Arabidopsis
transcription factor, DREB2A, involved in drought-responsive
gene expression. Plant Cell, 2006, 18: 1292–1309
[18] 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 OsDREB1B in Oryza sativa L. Mol
Breed, 2007, 19: 329–340
[19] Gao M J, Allard G, Byass L, Flanagan A M, Singh J. Regulation
and characterization of four CBF transcription factors from Bras-
sica napus. Plant Mol Biol, 2002, 49: 459–471
[20] Qin F, Sakuma Y, Li J, Liu Q, Liu Y Q, Shinozaki K, Yamagu-
chi-Shinozaki K. Cloning and functional analysis of a novel
DREB1/CBF transcription factor involved in cold-responsive
gene expression in Zea mays L. Plant Cell Physiol, 2004, 45:
1042–1052
[21] Chen M, Xu Z S, Xia L Q, Li L C, Cheng X G, Dong J H, Wang
Q Y, Ma Y Z. Cold-induced modulation and functional analyses
of the DRE-binding transcription factor gene, GmDREB3, in
soybean (Glycine max L.). J Exp Bot, 2009, 60: 121–135
[22] Oh S J, Kwon C W, Choi D W, Song S I, Kim J K. Expression of
barley HvCBF4 enhances tolerance to abiotic stress in transgenic
rice. Plant Biotechnol J, 2007, 5: 646–656
[23] Chen J Q, Meng X P, Zhang Y, Xia M, Wang X P. Over-
expression of OsDREB genes lead to enhanced drought tolerance
in rice. Biotechnol Lett, 2008, 30: 2191–2198
[24] Huang B, Jin L G, Liu J Y. Identification and characterization of
第 2期 刘晓颖等: 白菜脱水应答转录因子 BpDREB1基因的克隆及功能研究 237


the novel gene GhDBP2 encoding a DRE binding protein from
cotton (Gossypium hirsutum). J Plant Physiol, 2008, 165:
214–223
[25] Clough S J, Bent A F. Floral dip: a simplified method for Agro-
bacterium-mediated transformation of Arabidopsis thaliana.
Plant J, 1998, 16: 735–743
[26] Yemm E W, Willis A J. The estimation of carbohydrates in plant
extracts by anthrone. Biochemical J, 1954, 57: 508–514
[27] Zhang D Z, Wang P H, Zhao H X. Determination of the content
of free proline in wheat leaves. Plant Physiol Commun, 1990, 4:
62–65
[28] Sakuma Y, Liu Q, Dubouzeta J G, Abea H, Shinozaki K, Yama-
guchi-Shinozaki K. DNA-binding specificity of the ERF/AP2
domain of Arabidopsis DREBs, transcription factors involved in
dehydration- and cold-inducible gene expression. Biochem Bio-
phys Res Commun, 2002, 290: 998–1009
[29] Wang P-R(王平荣), Deng X-J(邓晓建), Gao X-L(高晓玲), Chen
J(陈静), Wan J(万佳), Jiang H(姜华), Xu Z-J(徐正君). Progress
in the study on DREB transcription factor. Hereditas (遗传),
2006, 28: 369–374 (in Chinese with English abstract)
[30] Zhang M(张梅), Liu W(刘炜), Bi Y-P(毕玉平), Wang Z-Z(王自
章). Isolation and identification of PNDREB1: a new DREB
transcription factor from peanut (Arachis hypogaea L.). Acta
Agron Sin (作物学报), 2009, 35: 1973–1980 (in Chinese with
English abstract)
[31] Okamuro J K, CASTER B, Villarroel R, Montagu M V, Jofuku K
D. The AP2 domain of APETALA2 defines a large new family of
DNA binding proteins in Arabidopsis. Proc Natl Acad Sci USA,
1997, 94: 7076–7081
[32] Igarashi Y, Yoshiba Y, Sanada Y, Yamaguchi-Shinozaki K, Wada
K, Shinozaki K. Characterization of the gene for deltal-
pyrroline-5-carboxylate synthetase and correlation between the
expression of the gene and salt tolerance in Oryza sativa L. Plant
Mol Biol, 1997, 33: 857–865
[33] Zhang M(张梅 ), Liu W(刘炜), Bi Y-P(毕玉平). Dehydra-
tion-responsive element-binding (DREB) transcription factor in
plants and its role during abiotic stresses. Hereditas (遗传), 2009,
31: 236–244 (in Chinese with English abstract)