水稻EREBP-AP2家族轉(zhuǎn)錄因子在脫落酸和干旱信號(hào)傳導(dǎo)以及花器官發(fā)育中的作用.pdf

1、EREBP/AP2轉(zhuǎn)錄因子家族分為EREBP(具有一個(gè)AP2結(jié)構(gòu)域)和AP2(具有兩個(gè)AP2結(jié)構(gòu)域)兩個(gè)亞族。EREBP亞族轉(zhuǎn)錄因子(包括DREB類和ERF類)的主要功能是調(diào)節(jié)植物對(duì)激素(乙烯、脫落酸等)以及病原、低溫、干旱、及高鹽等脅迫的應(yīng)答反應(yīng)，而AP2亞族轉(zhuǎn)錄因子的主要功能是調(diào)控花、胚珠和種子的發(fā)育過程。
　　 DREB類轉(zhuǎn)錄因子參與了依賴和不依賴于脫落酸(abscisic acid，ABA)的脅迫信號(hào)傳導(dǎo)以及種子的發(fā)育與

2、萌發(fā)過程的調(diào)節(jié)。我們從水稻中分離了一個(gè)受ABA誘導(dǎo)表達(dá)的AP2類基因，將其命名為ARAG1(ABA responsive AP2-related gene)。它編碼的蛋白含有單一的ERF/AP2結(jié)構(gòu)域，是EREBP亞族DREB類轉(zhuǎn)錄因子的一個(gè)新成員。ARAG1蛋白具有推測(cè)的轉(zhuǎn)錄激活域和核定位信號(hào)，ARAG1-GFP的熒光定位分析顯示ARAG1主要定位于細(xì)胞核。在正常條件下，ARAG1在水稻的花、種子和根器官中都有少量的表達(dá)，而在莖、葉和

3、干種子中不表達(dá)。ARAG1的表達(dá)明顯受ABA和干旱處理快速誘導(dǎo)，這一誘導(dǎo)過程受反饋調(diào)節(jié)；但ARAG1對(duì)冷脅迫沒有響應(yīng)。用轉(zhuǎn)基因的方法進(jìn)一步分析ARAG1的功能。在正常條件下，反義ARAG1轉(zhuǎn)基因水稻種子表現(xiàn)出略微萌發(fā)延遲；在外源ABA存在條件下，與對(duì)照相比，反義ARAG1轉(zhuǎn)基因水稻種子表現(xiàn)出對(duì)ABA抑制種子萌發(fā)作用的超敏感性，表明該基因是一個(gè)新的ABA反應(yīng)位點(diǎn)，在水稻的種子萌發(fā)過程中ARAG1可能起負(fù)調(diào)控因子的作用。ARAG1也具有調(diào)節(jié)

4、營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)的作用，與對(duì)照相比，反義轉(zhuǎn)基因水稻幼苗對(duì)ABA敏感性增強(qiáng)；與其他DREBs相似，ARAG1的超表達(dá)使轉(zhuǎn)基因水稻幼苗獲得了對(duì)干旱和鹽脅迫的增強(qiáng)的抗性，暗示ARAG1通過ABA參與了脅迫信號(hào)的傳導(dǎo)。與對(duì)照相比，向含ABA的培養(yǎng)基中加入赤霉素(GA)，GA基本不能彌補(bǔ)反義轉(zhuǎn)基因水稻種子對(duì)ABA超敏感的表型，說明ARAG1介導(dǎo)的信號(hào)傳導(dǎo)可能與GA無關(guān)。
　　 用點(diǎn)雜交，對(duì)水稻中EREBP/AP2家族AP2亞族的12個(gè)基因的表達(dá)進(jìn)

5、行了初步分析，并在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步分離了其中的兩個(gè)基因，OsANT1和OsANT2，它們有兩個(gè)AP2結(jié)構(gòu)域，與擬南芥的ANT和BBM的蛋白序列的相似性較高。OsANT1和OsANT2含有多個(gè)內(nèi)含子，在水稻基因組上分別只有一個(gè)拷貝。GFP熒光定位顯示OsANT2蛋白主要定位于細(xì)胞核。OsANT1特異地在水稻花器官中表達(dá)，OsANT2除了在花中表達(dá)，在根器官中也有表達(dá)。用RNAi和超表達(dá)轉(zhuǎn)基因的方法進(jìn)一步分析OsANT1和OsANT2的生理