植物中2个DREB类转录抑制子的功能研究

来源 :清华大学 | 被引量 : 5次 | 上传用户:andacaizheng
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DREB类转录因子在植物感受低温、干旱和高盐等环境胁迫的信号传递途径中起到非常重要的作用。目前对此类转录因子的研究主要在于DREB类转录激活子及其如何激活下游胁迫相关基因的表达,但对DREB类转录抑制子却知之甚少。本文对植物中两个DREB类转录抑制子进行了较为详细和深入的研究。 棉花GhDBP1是植物中第一个被鉴定的DREB类转录抑制子。本研究首先鉴定了其转录抑制区,即位于其C-端的EAR-motif,并且其中保守氨基酸残基天冬氨酸(D142)、亮氨酸(L143)、天冬酰胺(N144)和脯氨酸(P147)对其转录抑制活性至关重要。对于GhDBP1启动子的分析发现,GhDBP1可被高盐、高渗胁迫诱导表达。在拟南芥中过量表达GhDBP1可以导致转基因植物对高盐胁迫耐受性的减弱,在高盐处理时,转基因植物中胁迫相关基因,如RD29A、COR15A等的表达水平较野生型植物中显著降低。 为进一步分析DREB类转录抑制子的功能,我们对拟南芥中的RAP2.1进行了研究。RAP2.1与GhDBP1同属于DREB亚族A-5组。RAP2.1的AP2/ERF结构域可以在体外与DRE元件结合,并通过其位于C-端的转录抑制区,EAR-motif,抑制DRE元件驱动的报告基因的表达。拟南芥中RAP2.1基因的表达受低温和干旱的强烈诱导。过量表达RAP2.1的拟南芥植株对低温和干旱胁迫更加敏感,而RAP2.1的T-DNA插入突变体(rap2.1-1、rap2.1-2)则表现出对低温和干旱胁迫耐受性的增强。突变体rap2.1-2中过量表达野生型的RAP2.1可以减弱突变体对这些胁迫的耐受性,但是过量表达EAR-motif发生点突变的RAP2.1则不能。染色体免疫共沉淀(ChIP)实验证明RAP2.1在体内可以结合到RD/COR类基因上游启动子区的DRE元件上,并抑制该类基因的表达。ChIP实验还发现RAP2.1可以结合到自身启动子区的DRE元件上,抑制其自身的转录。 以上两个DREB类转录抑制子-GhDBP1和RAP2.1的功能研究结果说明,通过此类转录抑制子的负调控作用,可以正确调节胁迫相关基因的表达水平,从而防止由此引起的对植物细胞的伤害。这些研究丰富了对这类转录因子的认识,有利于全面了解DREB类转录因子大家族的功能,并对了解植物响应外界环境胁迫的信号传导机制中的负调控提供了更多的信息。
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