遗 传HEREDITAS (Beijing )28(3):369~374,2006
专论与综述
收稿日期:20050601;修回日期:20050717
基金项目:四川省青年基金和四川省应用基础研究计划和教育部长江学者和创新团队发展计划(编号:IRT0453)资助[Su pported by Youth
Foundation and Natu ral Scien ce Fou ndation of S ichu an Province and the P rogram for Chan gjian g Scholars and Inno vative Research Team in University(No.IR T0453)]
作者简介:王平荣(1970 ),女,硕士,专业方向:作物遗传育种与分子生物学。Tel:028-********;E -mail:pin gron g_wan g@https://www.doczj.com/doc/152614488.html, 通讯作者:徐正君(1964 ),男,博士,研究员,博士生导师,研究方向:植物逆境生理与分子生物学。Tel:028-********;E -mail:zh engju nxu@
https://www.doczj.com/doc/152614488.html,
DREB 转录因子研究进展
王平荣1,2
,邓晓建1,2
,高晓玲1
,陈 静1
,万 佳1
,姜 华1
,徐正君
1,2
(1.四川农业大学水稻研究所,温江611130; 2.四川农业大学作物基因资源与遗传改良教育部重点实验室,雅安625014)
摘 要:DREB 转录因子即干旱应答元件结合蛋白质,它能特异结合启动子中含有DRE /CR T 顺式元件,激活许多逆境诱导基因的表达,增强植物对逆境的忍耐力。介绍D REB 转录因子与DR E 顺式作用元件的关系,DR EB 转录因子与D RE 元件的结合特异性,D REB 的结构特点和功能,DREB 转录因子的表达调控,DREB 转录因子的克隆及鉴定等方面的研究进展,简述DREB 转录因子对调控逆境诱导基因的表达具有非常重要的作用,在提高植物综合抗逆性方面将有巨大的应用前景。同时,指出DREB 转录因子在信号转导、作用机理及基因表达等方面的复杂性。关键词:DR EB 转录因子;D RE 顺式作用元件;逆境诱导基因;植物抗逆性中图分类号:Q75 文献标识码:A
文章编号:0253-9772(2006)03-0369-06
Progress in the Study on DREB Transcription Factor
WAN G Pin g -Rong 1,2
,DEN G Xiao -Jian 1,2
,GAO Xiao -Lin g 1
,
C HEN Jing 1,WAN Jia 1,JIANG Hu a 1,XU Zheng -Ju n 1,2
(1.R ice R es earch Ins titute ,S ichuan Agricultural U nivers ity ,Wenjiang 611130,C hina ;2.Key Laboratory of Crop Genetic Res ources a nd Imp rovement Minis try of Educa tion ,
S ichua n Agricultural University ,Ya an 625014,China )
Abst ract :DR EB tr anscripti on factor i s a dehydration responsive element (DR E)bi nding protein.It can specifi call y in -teract with the dehydrati on -responsive elem ent/C -repeat (D RE/CR T)cis -acting element contai ned i n the prom oter re -gion of many stress -i nduci ble genes ,and can therefore control the express i on of m any stress -inducible genes in pl ant and increase strong tolerance to drought,low temperature and high salt.In this paper we des cribed the rel ati on be -tween DREB tr anscripti on factor and DR E/CR T cis -acting element,the functional and structural character,and expres -sion and regulati on of D REB.We also briefly introduced the pr ogress of res earch on DR EB gene cloni ng and identi fica -tion.DR EB transcripti on factor plays an important role in the expression of many stress -induci ble genes in plant,so it thus shows a very broad applicati on future in aspect of i ncreasing strong tolerance to stress .At the sam e time,we de -scri bed the D REB com plexity in signal transduction and the m echanism for acti on and expression of gene.
Key words:DREB tr anscripti on factor;D RE cis -acting element;stress -inducible genes;s trong tolerance to stress
转录因子也称反式作用因子,是能够与真核生
物基因启动子区域中顺式作用元件发生特异性相互
作用的DN A 结合蛋白,通过它们之间以及与其他相关蛋白质之间的相互作用,激活或抑制基因的转录。
转录因子一般由DNA结合区、转录调控区(包括激活区或抑制区)、寡聚化位点和核定位信号4个功能区组成,转录因子通过这些功能区域与启动子顺式元件作用或与其他转录因子的功能区域相互作用来调控基因的转录表达[1]。植物中存在着大量的转录因子,拟南芥基因组有1800个以上的基因编码转录因子[2]。近年来,相继从高等植物中分离出一系列调控干旱、高盐、低温、激素、病原反应及发育等相关基因表达的转录因子。
一般情况下,植物在干旱、高盐和低温等逆境胁迫下,体内的ABA含量会明显增加,同时ABA又会诱导许多抗逆境基因的表达。但在研究ABA缺失和ABA不敏感的拟南芥突变株中,发现有些受ABA诱导的基因仍受干旱、高盐和低温所诱导,说明这些基因的表达不依赖ABA,但它可应答外源ABA,这些基因有rd29A/lti78/cor78、kin1、cor6 6/kin2、cor47/ rd17、cor15a[3~7]。Yamaguch-i Shinozaki等[8]对拟南芥rd29A基因的启动子进行分析,发现了新的顺式作用元件DRE元件,并检测到与D RE结合的蛋白因子即DR EB转录因子,揭示了一条不依赖ABA 的信号转导途径。
1 DR EB转录因子和D R E顺式作用元件
D REB转录因子(Dehydration Responsive Ele-ment Binding protein),即干旱应答元件结合蛋白质,能特异结合DRE/CRT顺式作用元件,并激活GUS报告基因的转录[9,10]。DRE/CR T(dehydra-tion-responsive element)顺式作用元件,核心序列为TACCGACAT,1994年Yamaguch-i Shinozaki在分析拟南芥rd29A基因的启动子中首次发现了含9bp TACCGACAT序列的DR E核心序列,它能对干旱、高盐和低温下逆境诱导基因表达起重要作用,且表达不依赖ABA信号转导途径[8]。与此同时,在一些受干旱、高盐或低温的启动子中也发现DR E元件或D RE核心序列,如受低温诱导拟南芥基因co r15a 的启动子中发现相似于DR E元件的序列-TGGC-CGAC,称为CR T(C-repeat)元件[11];受低温诱导的甘蓝型油菜基因BNllS启动子中也发现具有DR
E 核心序列的5bp(C CGAC)中心序列,被称为低温应答元件LTRE[12]。随后,在拟南芥许多逆境应答基因的启动子中如kin1,rd17,cor6 6等也发现了D RE/CRT的核心序列,说明D RE/CRT顺式作用元件普遍存在于干旱、高盐或低温等逆境应答基因的启动子中,因此,DREB转录因子对调控逆境应答基因的表达具有非常重要的作用。
2 DR E B转录因子与DR E元件的结合特异
性,D R EB的结构特点和功能
Liu等[10]采用凝胶移位分析(Gel mo bility sh ift as-say)方法,通过对D R EB1A和DR E B2A在大肠杆菌中表达的GST-融合蛋白与野生型和突变型的DR E序列的结合实验,发现D R EB1A和DR E B2A都能结合野生型D R E序列,对突变发生在DR E核心序列T AC-C G ACA T9bp内的序列M1、M2、M3不能结合,而突变发生在DR E核心序列T ACC G ACA T9bp外的序列可以结合,说明DR E B1A和D R EB2A融合蛋白结合的序列是D RE的核心序列T AC C GAC A T,表明两者结合的特异性。同时,在离体培养的拟南芥叶的原生质体中进行了反式激活实验,结果表明D R EB1A和D RE B2A都能结合D RE序列,激活报告基因GU S的转录。随后从其他植物中克隆的D R EB转录因子的许多实验也都证实了DR E B转录因子能特异结合D RE顺式作用元件,激活报告基因G U S的转录。充分说明D RE B转录因子作为转录激活子参与了植物对低温、干旱等逆境的应答反应[9,13,14]。
Sakum a等[15]采用凝胶移位分析(Gel m obility shift assay),对DR EB1A和DR EB2A与DR E元件结合的特异性做了详细的研究,结果如图1:
图1 DREB转录因子的结合序列(引自文献[15])大写黑体表示DRE B与之结合力强;小写黑体表示
DR EB与之结合力中;斜体表示DRE B与之结合力很弱。
Fig.1 B inding sequences of the DR EB
proteins(From[15])
Bold uppercase:sequ ences th at DR EB proteins bin d strongly; bold lowercase:sequ ences that DR EB proteins bin d moderately; italicized lowercase:sequ ences that DRE B proteins bin d weakly.
370遗 传H ERED I T A S(Beij ing)2006 28卷
图1表明,如果DRE元件的第1、8和9位碱基被另外3种碱基替换或第2位A被G替换,均不影响DREB1A和DREB2A与之结合;如果第2位A被C或T替换,DR EB1A与之结合的能力下降,而D REB2A则完全不能与之结合;如果第3位至第7位碱基被替换,DREB1A和DREB2A与之结合的能力大大下降甚至完全丧失。由此证实了DREB1A 和D REB2A识别、结合DRE元件的核心序列为A/ GC CGAC[15]。
迄今报道的DREB转录因子,其基因内均无内含子。从蛋白质结构分析,DREB转录因子具有典型的结构特征:在C-末端富含酸性氨基酸,功能是作为转录激活区;N-末端富含碱性氨基酸,是核定位信号区;中间由58个氨基酸残基组成的AP2/ ER EBP结构域,可形成3个 -折叠和1个 -螺旋结构,其中位于第2个 -折叠中的第14位的缬氨酸(V)和第19位的谷氨酸(E),特别是第14位的缬氨酸(V),对决定DREB转录因子与DRE顺式作用元件的特异性结合起关键作用。Sakum a等[15]和Qin 等[13]分别对拟南芥和玉米的DR EB转录因子的这两个位点的氨基酸进行点突变,当14位的缬氨酸(V)变成丙氨酸(A)后,DREB不与DRE序列结合, D REB转录因子几乎丧失其转录激活能力;而19位的谷氨酸(E)变为天冬氨酸(D)后,DREB转录因子可以结合DRE序列,但转录激活能力受到较大影响[13,15]。
在DR EB转基因植物中,DR EB转录因子基因的过量表达可以激活靶基因的表达,提高植物对低温、干旱等逆境的忍耐力。Liu等[10]研究转入35S DREB1Ab和35S DREB1Ac的转基因拟南芥,将植株在-6 处理2天,再恢复正常温度生长,结果对照野生型植株全部死亡,而转入35S D REB1Ab和35S DREB1Ac的植株的存活力分别为83 9%和35 7%。检测对干旱的忍耐力时,对植株作2周不浇水处理,结果对照野生型植株全部死亡,而转入35S DREB1Ab和35S DR EB1Ac的植株再恢复浇水后分别有42 9%和21 4%的存活。Du bouzet等[14]和Qin等[16]分别将克隆的水稻Os-DREB1A cDN A,玉米ZmD REB1A cDN A转入拟南芥,结果转基因拟南芥对低温、干旱和高盐的忍耐力大大高于野生型拟南芥。表明DR EB转录因子对提高植物的耐逆性具有重要作用[17]。3 DRE B转录因子的表达调控
DR EB转录因子特异结合D RE/CRT顺式作用元件,激活一系列靶基因的表达,Seki等[18]用1300个拟南芥全长cDNA进行了microarray分析,鉴定出拟南芥中12个受DR EB1A/C BF3调控的靶基因,这些基因中除以前报道的rd29A,cor15a,kin1, kin2,rd17和e rd10等6个基因外,另6个基因是新基因,这12个基因中有11个基因的启动子中含有DR E元件或DRE核心序列CCGAC。他们进一步使用了7000个全长cDN A进行microarray分析,鉴定出40多个DR EB1A的靶基因。这些靶基因编码脯氨酸、蔗糖等渗透保护剂生物合成的酶,膜蛋白,LEA蛋白,毒性降解酶,分子伴侣及转录因子等。说明在转基因植物中DREB1A的超表达将激活至少40个逆境应答基因的表达,增强植物对逆境的忍耐力[19]。
关于干旱、低温等逆境怎样激活D REB转录因子的表达,Gilm our等[20]提出在细胞中存在一个称为ICE(In du cer of CBF Expression)的上游转录因子,它在常温下以非活性形式存在,受低温激活的ICE因子能与D REB基因的启动子结合而激活DR EB的转录。C hinnu samy等[21]分离到拟南芥ICE1基因的突变体ice1植株,证实了ice1能阻碍DR EB的转录,降低DREB下游基因的表达,从而使ice1植株对低温的忍耐力明显低于野生型。Ish-i tani等和Lee等[22,23]发现HOS1(H igh expression of osmotically responsive genes)的突变体hos1在低温下能增加CBF2和CBF3的转录以及下游基因RD29A、COR47、COR15A、KI N1和ADH等的表达。除此之外,DR EB基因之间也可以进行相互调控,N ovillo等[24]应用反向遗传学方法获得了一个T-DN A插入在CBF2/DREB1C起始密码子上游的突变体cbf2,该突变体打断了C BF2的表达。研究发现cbf2在低温下能增加CBF1/DREB1B和CBF3/ DR EB1A的转录以及下游基因等的表达,cbf2突变株对干旱和高盐的忍耐力也明显高于野生型植株。表明C BF2/DR EB1C对CBF1和C BF3的表达起负调节作用,研究也指出C BF/DR EB1基因的表达受其本身基因产物及下游靶基因产物的反馈抑制。引起DR EB基因的表达还不止这些,F owler等[25]研究昼夜节律钟对CBF1-3的调节,发现在低温下
371
3期 王平荣等:DR EB转录因子研究进展
C BF1-3转录量的积累水平依赖于低温作用时间,且受昼夜节律的调节,CBF1-3转录量的积累的最高水平和最低水平分别是低温下黎明后4h和16h。
4 DR EB转录因子的克隆与鉴定
1994年Yamaguch-i Shinozaki等在干旱处理和未处理的拟南芥的核抽提物中首次检测到与DR E 作用的蛋白质因子,并命名为DRBF1。Stockinger 等[26]利用酵母一元杂交方法首次从拟南芥cDNA 文库中克隆到DRE/CR T结合蛋白质基因,并命名为C BF1(C RT-bin g factor1)。Gilmou r等[9]利用C BF1编码的核苷酸序列做探针,筛选低温处理的拟南芥cDN A文库,克隆出了2个与CBF1序列同源性分别为88%和91%的CBF2和CBF3。酵母一元杂交表明,CBF1和CBF2都能够与COR15A、C OR15B或C OR78/R D29基因启动子的CRT/DR E 顺式作用元件结合,激活下游报告基因La c Z的表达,且CBF1、CBF2、CBF3受低温诱导。Liu等[10]利用rd29A基因启动子的DR E顺式作用元件和酵母一元杂交方法,从拟南芥中克隆了两类共5个与D RE元件特异结合,在低温、干旱或高盐胁迫下调控报告基因表达的DREB转录因子,分别命名为D REB1A(同CBF3)、DR EB1B(同C BF1)、DREB1C (同CBF2)和DR EB2A、D REB2B。DREB1A和D REB2A在植物原生质体以及酵母中都能特异结合D RE/C RT顺式作用元件并激活GUS报告基因的转录,表明DR EB1A和DR EB2A蛋白质作为转录激活子参与rd29A基因在逆境胁迫下的表达。表达模式显示:DR EB1A/C BF3和它的两个同源基因D REB1B/CBF1、DR EB1C/CBF2的表达受低温胁迫诱导;而DR EB2A和DR EB2B的表达受干旱和高盐胁迫诱导。
从此,DR EB转录因子基因的克隆得到较大的发展,DR EB转录因子的基因陆续从各种植物中被克隆,在N CBI网上公布的就有70个之多,DREB 基因家族得以不断丰富和完善。例如:Jaglo等[27]根据序列的同源性,通过PCR等方法分别从油菜、黑麦、小麦和番茄中克隆出与拟南芥CBF1同源的C BF/DR EB转录因子。克隆出的两个油菜BnC BFs 基因的氨基酸序列同源性为92%,与CBF1的同源性为76%。BnCBFs受低温诱导,且BnCBFs调控下游靶基因BN115的表达。Choi等[28]从低温处理的大麦cDN A文库中筛选出与拟南芥CBF3同源的Hvcbf3,Hvcbf3的表达受低温诱导。Sakum a等[15]根据序列的同源性设计引物,用PCR方法从拟南芥DN A中扩增出3个与DREB1同源的DREB1D、DR EB1E和DREB1F,以及6个与DR EB2同源的DR EB2C-DR EB2H转录因子,其中,DREB1D、DR EB1F、D REB2C、DR EB2D和DR EB2F受高盐诱导,DR EB2E受ABA诱导。Shen等[29]从高盐处理的盐生植物山菠菜cDN A文库中分离得到了一个编码EREBP/AP2类蛋白的基因AhDREB1,将Ah DREB1转入烟草,结果转基因烟草的耐盐能力得以提高。Qin等[13,16]利用酵母一元杂交法,从玉米的cDN A文库中分离到一个与DR EB1/CBF同源的基因Zm DREB1A。通过酵母体内的反式激活实验表明,ZmDR EB1A转录因子能特异地与DRE元件结合并激活下游报道基因的表达,ZmDR EB1A的表达受低温诱导。
自DREB基因从拟南芥中被克隆,水稻DR EB 转录因子的研究在近几年也取得较大进展,目前,在Gen Bank中登记的水稻DR EB转录因子基因至少有15个,有文章报道的有9个。Dubou zet等[14]搜索水稻基因组数据库,发现与DREB1A和DR EB2A 同源的序列。通过PCR扩增,克隆出了Os-DR EB1A,OsDR EB1B、OsDREB1C、OsDR EB1D和OsDR EB2A。在水稻原生质中OsDR EB1A和Os-DR EB2A转录因子都能特异结合DRE并激活GU S 报道基因的转录。OsDR EB1A在转基因拟南芥中超表达,诱导DREB1A靶基因的超表达,使转基因植株对干旱、高盐和冷冻胁迫环境具有较高的耐性。Chen等[30]利用华大基因研究中心提供的179个菌株,采用点杂交(dot blotin g),克隆了一个AP2/ DR EBP基因,命名为OsDREBL。表达模式结果显示:OsD REBL受低温诱导。Tian等[31]应用PCR技术从水稻基因组中克隆了3个DR EB转录因子基因:OsDREB1-1、OsDR EB4-1、OsDREB4-2。酵母一元杂交实验表明,OsDR EB4-1和OsDR EB4-2均可与DR E元件特异结合,激活报告基因H IS3和LacZ 的表达。我们根据D REB基因的序列同源性设计引物,通过PCR方法,从水稻中克隆了一个新的DR EB转录因子基因,根据编码的氨基酸序列以及分子进化树等分析,属于DR EB2型,推测表达模式可能受干旱、高盐或ABA等诱导(实验正在进行)。
372遗 传H ERED I T A S(Beij ing)2006 28卷
5 问题与展望
D REB转录因子的作用机理较为复杂:在转基因拟南芥植株中,OsDREB1A和DR EB1A功能是相同的,DREB转录因子能特异结合D RE(A/GC-CGAC)序列,激活靶基因的表达,但DREB1A能结合DR E的核心序列即:ACCG AC和GCCGAC序列,而OsDREB1A只能特异结合GCCGAC序列,而不能结合ACCGAC序列[14]。有的DREB转录因子,如D REB1A和DREB1D具有很高的同源序列,但D REB1A可被低温逆境诱导,而DREB1D却不能被低温诱导[15,32]。
D REB转录因子基因在转基因植物中表达较为复杂:在35S DR EB1A和35S OsDR EB1A转基因拟南芥中,在正常生长条件下,植株表现出表型多样化,35S DR EB1Aa植株表现严重的矮化,35S OsDREB1A植株表现严重的生长迟缓,这可能是由于DR
E B转录因子引起靶基因超表达,而相关的逆境蛋白质的过量使得转基因植物在正常生长条件下具有较高的逆境忍耐力,而使植株表现生长迟缓[10]。但当拟南芥D R EB1A基因转入水稻中,转基因水稻却没有表现生长迟缓和矮化等现象,Oh等[33]认为这可能是由于在水稻中D RE B1A的激活水平和/或D R EB1A激活的靶基因数低于拟南芥。而在35S: D R EB2A植株中,虽然D R EB2A m R N A在正常条件下积累,但却没有引起rd29A基因的超表达,表现的生长迟缓不明显,可能与蛋白质的磷酸化有关[10]。
信号转导途径是一个错综复杂的网络,Haake 等[32]首次提出ABA途径也能参与CRT/DR E元件和AP2型转录因子途径,说明ABA途径和DRE途径不是完全独立的,而是有一定联系相互作用的。
目前从各种植物中已克隆出许多抗逆基因,但这些基因大多数只能增加植物的某种单一抗性,并不能从整体上综合改良植物抗逆性。然而,DREB 转录因子能特异结合DRE/C RT顺式作用元件,调控启动子中含有DRE/CR T元件的一类逆境应答基因的表达,增强植物对多种逆境的抵抗和适应能力,这对从整体上增强植物的抗逆性,提高其稳产性,将有巨大的应用前景。
参考文献(References):
[1] LIU Q iang,ZHA NG G u-i You,CHEN S hou-Yi.Stru cture an d regu-
latory fu nction of plant tran scription factors.Chi nese Science Bulletin,2001,46(4):271~278.
刘 强,张贵友,陈受宜.植物转录因子的结构与调控作用.
科学通报,2000,45(14):1465~1474.
[2] Sh inozaki K,Dennis E S.Cell signalling and ge ne regulation
global analyses of signal transduction an d gene expression pro-files.Current Op i nion in Plant Biology,2003,6:405~409. [3] Sh inozaki K,Yamagu ch-i Shinozaki K.Molecu lar responses to
drou ght and cold stress.Current Opinion in Biotechnology,
1996,7:161~167.
[4] Sh inozaki K,Yamagu ch-i Shinozaki K.G ene expression and sig-
n al tran sdu ction in water ress re sponse.Plant Phys iol,1997,
115:327~334.
[5] Shinozaki K,Yamagu ch-i Shinozaki K.Molecular responses to
dehydration and low temperature:differences and cross-talk be-tween two stress signalin g pathways.Current Opinion in Plant Biology,2000,3:217~223.
[6] Ingram J,Bartels D.Th e molecu lar basis of deh ydration toler-
an ce in plants.A nnu R e v Plant Physiol Plant Mol Biol,1996,
47:377~403.
[7] ThomashowM F.P lantcoldacclimation:freezingtolerance gen es
and regu latory mechanisms.Annu Rev Plant Phys i ol Plant Mol Biol,1999,50:571~599.
[8] Y amaguch-i S hin ozaki K,Shin ozaki K.A n ovel cis-Actin g E le-
men t in an Ara bidopsis gene is involved in responsivene ss to drou ght,low-temperature,or high-sa lt stress.Plant Cell,
1994,6(2):251~264.
[9] G ilm our S J,Zarka D G,S tockinger E J,Salazar M P,Hough-
ton J M,Thom ash ow M F.Low temperatu re regulation of th e Ara bidopsis CBF fa mily of AP2tran scriptional activators as an early step in cold-induced COR gene expression.Plant Journal,
1998,16:433~443.
[10]Liu Q,Kasu ga M,Sakum a Y,Abe H,Miu ra S,Yam aguch-i Sh-i
n ozaki K,S hin ozaki K.Two tra nscription factors,DREB1an d DRE B2,with an ER EBP/AP2DNA bin ding domain sepa rate two cellular signal tran sdu ction pathways in drou gh-t and low-temper-ature-pesponsive gen e expression,pesp ectively,in Arabidop-s is.Plant Cell,1998,10:1391~1406.
[11]Baker S S,Wilh elm K S,Thom asho w M F.Th e5 -region of
Ara bidopsis thaliana cor15a has cis-acting elements that confer cold-,drou gh-t an d ABA-regulated gen e expre ssion.Plant Mol Bio1,1994,24:701~713.
[12]White T C,Simm onds D,Donaldson P,Sin gh J.Regulation of
BN l15,a low-temperature-responsive gen e from winter Bras s/
ca napus.Plant Physiol,1994,106:917~928.
[13]Q IN Fen g,LI Jie,ZHA NG G u-i You,ZHA O Ju n,CHE N Sh ou-Yi.
Isolation and structural an alysis of DRE-bin ding transcription fac-tor from maize(Zea mays L.).Acta Botanica S inica,2003,45
(3):331~339.
秦 峰,李 洁,张贵友,赵 军,陈受宜,刘 强.玉米中与
373
3期 王平荣等:DR EB转录因子研究进展
DRE元件结合的转录因子的克隆和结构分析.植物学报,
2003,45(3):331~339.
[14]Du bouzet J G,Saku ma Y,Ito Y,Kasuga M,Dubouzet E G,
Miura S,Seki M,Sh inozaki K,Yamagu ch-i Shin ozaki K.Os-DREB gen es in rice,Oryz a sativa L.,encode tran scription act-i
vators th at function in drough-t,high-sal-t an d cold-responsive gen e expression.Pl a nt J ourna l,2003,33(4):751~763. [15]Saku ma Y,Liu Q,Du bouzet J G,Abe H,Sh inozaki K,
Y amaguch-i S hin ozaki K.DNA-bin ding specificity of th e ERF/
A P2domain of Arabidopsis DRE Bs,tran scription factors in-
volved in dehydration-and cold-inducible gen e expression.Bio-chem Biop hys Res Commun,2002,290(3):998~1009. [16]Qin F,S akuma Y,Li J,Liu Q,Li Y Q,Sh inozaki K,Yam agu-
ch-i Shin ozaki K.Clo ning an d functional an alysis of a n ovel DRE B1/CBF tran scription factor involved in cold-responsive gen e expression in Zea ma ys L.Plant and Cell Physiology,
2004,45(8):1042~1052.
[17]S eki M,Kamei A,Yamagu ch-i Shinozaki K,S hin ozaki K.Mo-
lecu lar respon ses to drough t,salinity and frost:common an d di-f
ferent pa th s for plan t protection.C urrent Opinion in Biotechnolo-gy,2003,14:194~199.
[18]Seki M,Narusaka M,Abe H,Kasu ga M,Yam aguch-i Sh inozaki
K,Carninci P,H ayash izaki Y,Shin ozaki K.Mon itoring th e ex-pression patte rn of1300Ara bidopsis genes u nder drought and cold stresses by using a fu l-l len gth cDNA m icro array.Plant Cell,2001,13(1):61~72.
[19]Seki M,Na ru saka M,Yam ag uch-i S hino zaki K,C arn in ci P,Ka wa i
J,Ha yash izaki Y,Sh in ozaki K.Arabidop sis en cyclop edia u sin g fu l-l
len gth cDN As an d its a pplica tion.Plant Physiology and Biochemi s-try,2001,39,211~220.
[20]Gilmour S J,Zarka D G,Stockin ger E J,S alazar M P,Hou gh-
ton J M,Th omash ow M F.Low tem perature regulation of the Arabidops is CBF family of AP2transcription al activators as an early step in cold-indu ced COR gene exp ression.Plant J ournal,
1998,16(4):433~442.
[21]Chinnu sa my V,Oh ta M,Kanrar S,Lee B H,Hong X H,Ag arwa l
M,Zhu J K.I CE1:a regu lator of cold-induced transcriptom e and freezin g tolerance in Arabidopsis.Genes&Evelopment,2003,
17:1043~1054.
[22]Ishitan i M,Xion g L M,Le e H J,S tevenson B,Zhu J K.HOS1,
a genetic locu s involved in cold-respon sive gene expression in
Arabidops is.Pl a nt Cell,1998,10:1151~1161.
[23]Lee H J,X iong L M,G ong Z Z,Ish itani M,S tevenson B,Zh u J
K.Th e Arabidopsis HOS1gen e n egatively regu late s cold sign al transduction an d en codes a RIN G fin ger protein that displays cold-reg ulated n u cleo-cytoplasmic p artition in g.Genes&D evelop-ment,2001,15:912~924.
[24]Novillo F,Alo nso J M,E cker J R,Salinas J.CBF2/DRE B1C is
a negative regulator of CBF1/DRE B1B and CBF3/DRE B1A ex-
pre ssion and plays a central role in stress tolerance in Arabidop-s is.Proc N a tl Acad Sci U S A,2004,101(11):3985~3990. [25]Fowler S G,Cook D,Thoma show M F.Low temperature induc-
tion of Arabidopsis CB F1,2,and3is gated by th e circadian clock.Plant Physiol,2005,137(3):961~968.
[26]S tockinger E J,Gilmour S J,Thom ashow M F.Arabidops is
thaliana CBF1enco des an A P2dom ain-contain ing transcription activator that binds to the C-repeat/DRE,a cis-actin g DNA reg-u latory element th at stimulates transcription in respon se to low temperatu re an d water deficit.Proc N a tl Acad Sci U S A,1997,
94:1035~1040.
[27]Medina J,Bargues M,Terol J,P rez-Alon so M,Sa linas J.The
Ara bidopsis CBF gene family is composed of th ree genes enco-din g AP2domain-contain ing protein s wh ose expression is regu la-ted by low temperatu re bu t not by abscisic acid or deh ydration.
Plant Phys iol,1999,119(2):463~470.
[27]Jaglo K R,Kleff S,Amu ndsen K L,Zhan g X,Haake V,Zh ang J
Z,Deits T,Thomashow M https://www.doczj.com/doc/152614488.html,pon ents of the Ara bidops is C-repeat/Dehydration-Respon sive element bin ding factor cold-re-sponse pathway are con served in Bras sica napus and other plan t species.Plant Phys iol,2001,127:910~917.
[28]Choi D W,Rodriguez E M,Close T J.Barley Cbf3gen e iden t-i
fication,expression pattern,a nd map location.Pl a nt Physiol,
2002,129:1781~1787.
[29]SH EN Y-i G u o,YAN Dong-Qin g,ZHA NG Wan-Ke,DU Bao-Xin g,
ZH ANG Jin-Son g,LIU Qian g,CHE N Sh ou-Y i.N ovel haloph yte ER EBP/AP2_type DNA bin ding protein im proves salt tolerance in tran sgen ic tobacce.Acta Bota nica Sinica,2003,45(1):82~87.
沈义国,闫冬青,张万科,杜保兴,张劲松,刘 强,陈受宜.山菠菜E REB P/AP2类DNA结合蛋白基因的克隆及其耐逆性研究.
植物学报,2003,45(1):82~87.
[30]Chen J Q,Dong Y,Wan g Y J,Liu Q,Zhan g J S,Ch en S Y.An
AP2/E RE BP-type transcription-factor gene from rice is cold-in-du cible and encode s a n uclear-localized p rotein.Theor Appl Genet,2003,107:972~979.
[31]Tian X H,Li X P,Zhou H L,Zhang J S,Go ng Z Z,Ch en S Y.
O sDRE B4gen es in rice encode A P2-containin g proteins th at bin d specifically to th e Dehydration-Respon sive E lement.A cta Bo-tani ca S i nica,2005(4):467~476.
[32]H aake V,C ook D,R iechm an n J L,Pine da O,Th om ash ow M F,
Zha ng J Z.T ran scriptio n Fa cto r CB F4is a re gu lato r of drou gh t ada p-ta tion in A rabidopsis.Plant Physiol,2002,130:639~648. [33]Oh S J,Son g S I,Kim Y S,Jang H J,Kim S Y,Kim M J,Kim
Y K,N ahm B H,Kim J K.Arabidopsis CBF3/DRE B1A an d ABF3in transgenic rice increased tolerance to abiotic stress with out stuntin g growth.Plant Physiol,2005,138:341~351.
[34]Sh inozaki K,Y amaguch-i S hin ozaki K,S eki M.Regu latory net-
work of gen e expression in th e drough t an d cold stress respon-ses.Current Opinion in Plant Biology,2003,6:410~417.
374遗 传H ERED I T A S(Beij ing)2006 28卷