植物转录因子及转录调控数据与分析平台

植物转录因子及其作用的研究转录因子是指参与控制基因表达的一类蛋白质分子。

它们通过与DNA结合，促使或抑制基因转录，从而对细胞的生理和发育调控产生重要影响。

在植物中，转录因子也起着极为重要的作用，这里我们就来看看植物转录因子及其作用的研究进展。

一、植物转录因子的分类植物中常见的转录因子可以分为数十个家族，最常见的包括MYB、WRKY、NAC、bHLH、bZIP等。

这些家族的成员数目各异，但都具有一定的保守区，通过这些区域能较好地确定它们的结构和功能。

二、植物转录因子的作用转录因子的作用比较复杂，它们可以在基因表达的各个环节发挥作用，包括转录起始的选择、转录的增强或抑制和可变剪接等。

研究表明，转录因子对植物的生长发育和逆境响应都具有重要作用。

1、生长发育植物生长发育是一个非常复杂的过程，其中很多基因都受到转录因子的调控。

例如，MYB、bHLH和MADS-box转录因子就是影响植物形态组织分化和器官发育的关键因子。

此外，转录因子还对植物的生长速率、细胞分裂和细胞分化等方面的生物学过程发挥调控作用。

2、逆境响应植物面临逆境时需要产生适应性反应来适应外界环境的改变。

这个过程中，转录因子也扮演了关键角色，具体表现在：a.抗病毒防御：利用MYB、WRKY和NAC转录因子引导植物防御系统分泌抗病毒酶物质，从而保护植物免受病毒感染。

b. 耐盐性：利用bZIP和NAC转录因子激活植物耐盐性反应控制因子，以保护植物不受盐胁迫。

c. 抗旱性：利用ABA介导的转录因子调节植物的干旱适应性，从而提高植物的抗旱性。

三、基因工程和植物转录因子转录因子的发现和研究在基因工程和农业生产中也得到了广泛的应用。

利用转录因子的调控作用对植物进行优化和改良已成为一个研究热点。

例如利用bHLH转录因子对植物花色进行调节，通过基因转化产生具有不同颜色的花卉。

而通过bZIP和NAC转录因子的调节，可以增强水稻、玉米和小麦的逆境抗性。

自然中的某些植物可能含有某些有益物质，如开心果中的油脂等，基因编辑组合可以通过转录因子对这些物质的生产进行调节，让它们在人工条件下得到生产。

转录因子在植物生长调节中的作用研究植物的生长调节是由多种因素共同参与的复杂过程，其中转录因子在细胞内的作用不可忽视。

转录因子是基因表达的调控分子，它们能够识别和结合调控区域，进而参与RNA的转录过程。

在植物生长调节中，转录因子通过参与信号传递和基因表达的调控，起到重要的作用。

转录因子对植物的生长发育有显著的影响。

研究表明，转录因子WRKY在植物抗逆性中担任了重要的角色。

WRKY转录因子能够响应外部环境的信号，调控植物的生长发育和抗逆性。

相比于野生型对病原的易感性，拟南芥上过表达WRKY70基因的转基因植物在叶片生长和花药发育方面表现均明显促进，同时还表现出较高的耐盐性。

除了WRKY转录因子，还有一些其他的转录因子也在植物的生长调控中发挥着重要作用，比如：MYC, bHLH, ERF 等转录因子，其作用范围相对较广。

近年来人们对这些转录因子的研究发现，它们与植物的生长调控密切相关。

以MYC转录因子为例，在拟南芥叶片发育的过程中，MYC2和MYC3基因发挥着非常重要的促进作用。

拟南芥中MYC3基因的转基因植物，其叶片色泽更深、爆发力更强，同时在暗处理中其叶绿素含量也更高。

除此之外，转录因子的特异性也是研究中的一个重要问题。

研究表明，转录因子的不同组合方式形成不同的途径和信号，参与到植物不同的调控过程中。

比如APETALA2/ETHYLENE RESPONSE FACTOR (AP2/ERF)家族转录因子，它们参与植物的生长发育、抗逆和果实成熟等多个方面，其中ERF98转录因子参与调控水稻植株的分蘖和根系生长，这表明转录因子在植物调节的不同方面所起的作用不同。

总体而言，转录因子作为植物基因表达调控的重要分子，在植物的生长发育和应对环境变化等方面发挥着不可替代的作用。

为了进一步深入研究转录因子对植物生长调控的作用机理，在性状改良和作物育种领域的应用前景将变得广阔。

不过，随着转录因子研究的不断深入，有必要进一步挖掘不同种植物中的转录因子，研究其功能和调控机制，以期更好地应用于作物育种和生产实践当中。

论文写作课期末作业综述题目：ChIP-chip与ChIP-seq数据处理方法与分析平台姓名： 孙翰菲学号：1132995第一章生物学背景知识1.1基因表达的调控从DNA到蛋白质，需要经过若干步骤。

对于真核生物来说，基因表达的调控是多级的，主要发生在4个彼此相互独立的水平上：转录水平的调控，加工水平的调控,翻译水平的调控，翻译后水平的调控。

而转录水平的基因表达调控，是其中最重要的调控机制。

1.2转录因子与组蛋白修饰转录因子(transcription factor)是一种特异识别某些DNA序列与之结合的蛋白质。

调控DNA通过生成转录因子来对靶DNA序列（目标DNA）进行转录水平的调控，促进或者抑制这些基因的转录。

这个机制是非常复杂的，这是由于真核生活的转录因子种类繁多，加上转录因子之间的相互作用造成的。

真核生物转录因子调节基因转录的一种重要机制，就是调节染色质的结构，以影响转录因子对启动子(promoter)的结合能力。

转录因子能调节组蛋白──染色质的一种成分──核心的结构，或称使组蛋白修饰发生改变，从而改变核小体和染色质的紧密程度，影响转录因子和RNA聚合酶(P ol II)对启动子的结合，调控基因的表达。

转录因子从功能上可分为通用转录因子(general transcription factors)与特异转录因子(specific transcription factors)。

通用转录因子与结合RNA聚合酶的核心启动子(promoter)位点结合，而特异转录因子与特异基因的各种调控位点结合，促进或阻遏这些基因的转录，目前已发现转录因子之间常常具有协同作用的能力。

具有完整的启动子的大部分DNA都可以起始基础水平的转录，这种基础水平的调控，导致转录水平的上升(受激活因子作用)或下降（受抑制因子的作用）。

一般情况下，真核生物的基因转录还需要其他蛋白因子的参与，以帮助通用转录因子和RNA聚合酶在染色质上组装。

转录调控网络的构建与分析转录调控是基因表达调控中最重要的过程之一，它决定了哪些基因表达，在何时、何地表达以及表达多少。

转录调控网络由一系列转录因子、染色质重塑因子、辅助因子、联合因子以及编码和非编码RNA组成。

这个网络由一个庞大的系统控制着，它是基因表达和调控的关键。

本文将重点探讨如何构建和分析转录调控网络。

一、构建转录调控网络转录调控网络的构建首先需要获取转录因子和基因的关系。

目前最常用的方法是利用ChIP-seq和ATAC-seq技术，从基因组水平上确定转录因子和基因之间的直接调控关系。

转录因子结合的基因区域分为两种，第一种包括启动子和增强子等区域，这些区域在转录起始、启动和增强过程中发挥着关键作用。

第二种包括基因体和剪接区域等区域，这些区域被认为是转录因子对基因表达的抑制作用。

其次，通过基因表达数据，分析哪些基因被调节，哪些基因被抑制，确定基因表达与转录调控因素的相关性。

最后，通过基因组功能注释，确定调控网络中的转录因子和基因的生物学功能，来构建完整的转录调控网络。

二、分析转录调控网络转录调控网络的分析有两种策略，一种是静态网络，另一种是动态网络。

静态网络是指只分析表观遗传学数据或转录组数据得到的转录调控网络。

动态网络是指将转录因子与基因的调控关系映射到时间轴上，分析基因在不同时间点和空间位置的表达情况，来研究转录调控网络的动态变化。

静态网络分析：1、模块识别通过数据挖掘，将转录调控网络分割为若干连续的模块，每个模块里面的基因表达模式相似，有相似的生物学特征、调控因素和(signal)转录因子。

这种方法可以确定哪些转录因子更高效的调控一组基因，还可以发现新的调控模式、新的调控因子。

2、调控途径分析对转录调控网络中转录因子和基因之间的调控关系进行分析，可以发现不同转录因子之间的相互作用，以及转录因子和基因之间的强关联。

动态网络分析：动态网络展示了基因在不同时间点的表达水平，可以更好地了解调控网络的动态变化。

植物转录因子与调控基因表达的作用植物是一个复杂的生物体系，其生长发育、代谢反应、胁迫响应等过程都需要基因表达的调控。

目前研究发现，植物转录因子（Plant Transcription factors，PTFs）是调控基因表达的重要调节因子之一。

本文将就植物转录因子的分类、功能和应用进行阐述。

一、植物转录因子的分类植物转录因子是可以结合到基因特定启动子上，参与转录调控的分子。

植物转录因子在基因调控中起到了重要作用，目前已经发现了超过2000种不同类型的植物转录因子。

这些植物转录因子可以根据其结构、启动子结合位点、调控能力等进行分类，其中一些常见的分类包括：1. 基于DNA结合域的分类。

DNA结合域是植物转录因子特征之一，一般可以分为17类，例如HLH、AP2/EREBP、MYB等；2. 基于激活和抑制功能的分类。

这种分类方法通常根据植物转录因子调控基因表达的效应进行分类，包括激活型和抑制型；3. 基于交互伴侣的分类。

植物中的转录因子通过不同的交互伴侣，调控不同的信号通路。

这种分类方法是通过分析植物转录因子与其他蛋白质的相互作用来进行分类，例如BES1和BZR1等。

二、植物转录因子在基因表达中的作用植物转录因子是可以结合到基因启动子区域上的DNA结合蛋白，在基因调控过程中，其主要功能是促进或抑制转录机器的启动。

很多植物转录因子调控的基因存在于复杂的基因调控网络中，它们之间能够产生各种不同的交互作用，从而又能进一步调节基因表达。

下面将介绍一下植物转录因子在调控基因表达中的作用：1. 促进或抑制甲基化。

调控基因表达的甲基化是一个非常关键的环节。

植物中的一些转录因子被证明具有促进或抑制甲基化的功能，例如H3K4me3、H3K27me3、H3K36me3、H3K9me2和H3K27ac等，这些甲基化可以直接影响基因表达，从而影响植物的生长与发育。

2. 参与胁迫逆境的响应。

在植物的生长发育过程中，常常会面临各种胁迫与逆境的挑战，例如缺水、高温、低温、盐碱等。

转录因子在植物抗逆性中的调控机制转录因子在植物抗逆性中的调控机制是一个复杂而精细的生物学过程。

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一、转录因子概述转录因子是一类能够结合到DNA上的蛋白质，调控基因的转录过程。

在植物中，转录因子对抗逆性基因的表达起着至关重要的作用。

植物在面临逆境如干旱、盐碱、低温、高温、病原菌侵染等环境压力时，转录因子能够通过调节下游基因的表达，增强植物的适应性和生存能力。

1.1 转录因子的功能转录因子通过识别特定的DNA序列，与基因的启动子区域结合，从而激活或抑制基因的转录。

它们可以是激活因子，促进基因表达；也可以是抑制因子，抑制基因表达。

转录因子的活性受到多种信号通路的调控，包括植物激素信号、环境信号和内部代谢信号等。

1.2 转录因子的分类转录因子可以根据其结构域和功能进行分类。

常见的转录因子家族包括AP2/ERF家族、bZIP家族、WRKY家族、MYB 家族等。

每个家族的转录因子都有其特定的DNA结合模式和调控特性。

二、转录因子在植物抗逆性中的调控机制植物在逆境条件下，转录因子通过多种机制调控基因表达，以应对不同的环境压力。

2.1 逆境信号的识别与响应植物首先需要识别逆境信号，如干旱、盐分、低温等。

这些信号通过植物的感知系统被识别后，会激活一系列的信号传导途径，最终导致转录因子的激活或抑制。

2.2 转录因子的激活与功能逆境信号激活的转录因子会进入细胞核，结合到特定基因的启动子区域，调控这些基因的表达。

这些基因通常编码与抗逆性相关的蛋白质，如渗透调节蛋白、抗氧化酶、抗冻蛋白等。

2.3 转录因子的相互作用转录因子之间也存在相互作用，它们可以通过形成同源或异源二聚体，或者通过相互竞争DNA结合位点，来协同调控基因表达。

这种相互作用增加了调控网络的复杂性，使得植物能够精细调控其抗逆性反应。

2.4 转录因子的后转录调控除了直接调控基因的转录，转录因子还可以通过影响mRNA的加工、稳定性和翻译等后转录过程，进一步调节基因表达。

植物转录因子研究方法及应用随着基因组测序技术的进步，越来越多的植物基因被发现，但是这些基因的功能和调控机制仍然是一个挑战。

转录因子（Transcription Factor, TF）是一类能够结合DNA序列并调控基因转录的蛋白质，是基因表达调控的关键因素。

因此，研究植物转录因子的结构、功能和调控机制，对于理解植物生长发育、逆境响应和代谢调控等方面具有重要意义。

本文将介绍当前常用的植物转录因子研究方法及其应用。

一、转录因子的鉴定转录因子的鉴定是转录因子研究的第一步。

常用的方法有两种：一是利用基因组学和生物信息学的方法预测植物基因组中的转录因子基因；二是利用转录组学的方法筛选差异表达的转录因子基因。

基因组学和生物信息学的方法主要是通过对植物基因组中的DNA序列进行分析，预测其中可能存在的转录因子基因。

例如，通过对Arabidopsis thaliana基因组进行分析，可以预测出1450个转录因子基因。

转录组学的方法则是通过对不同组织、不同生长阶段或不同环境下的植物进行转录组测序，筛选出差异表达的转录因子基因。

例如，利用RNA-seq技术对水稻叶片进行转录组测序，可以筛选出不同环境下的差异表达的转录因子基因。

二、转录因子的结构与功能转录因子的结构和功能是研究转录因子的关键。

转录因子的结构通常包括DNA结合结构域、转录激活结构域和其他结构域。

其中，DNA结合结构域是转录因子与DNA结合的关键结构域，通常包括基本区域（Basic region, bZip）和顺式作用元件结合区域（Helix-turn-helix, HTH）等。

转录激活结构域是转录因子与转录因子结合蛋白（Co-activator）结合的关键结构域，通常包括酵母活化区域（Activation domain, AD）和补体C1结构域等。

其他结构域包括核定位信号、核糖体结合蛋白结构域等。

转录因子的功能是通过结合DNA序列来调控基因转录。

转录因子可以结合基因启动子区域的顺式作用元件（Cis-acting element），激活或抑制基因转录。

植物特异性转录因子的功能及调控机制植物特异性转录因子（Plant-specific transcription factors，PSTFs）是植物中一类重要的调控因子，能够调控植物的生长发育和对外界环境的响应。

PSTFs是以不同方式反应于离子、光、水、温度和生物逆境等方面，调节植物的基因表达。

本篇文章将就植物特异性转录因子的功能及调控机制展开探讨。

一、PSTFs的功能PSTFs的功能多样，包括调节植物的生长和发育、响应逆境和调控植物的代谢等。

下面将逐一介绍。

1. 调节植物的生长和发育PSTFs参与了不同阶段的植物生长和发育过程。

例如，在植物的花器官发生中，转录因子AGAMOUS-LIKE6（AGL6）会促进花序和芽的形成；在花的器官分化阶段，APETALA2（AP2）调控花瓣和雄蕊的发育。

此外，PSTFs还参与了叶片生长和根发育的调节。

例如，GRF（Growth Regulating Factor）家族的成员在促进芽和叶的增长方面发挥了重要作用；ARF（Auxin Response Factor）家族的成员则调控了根系统的生长和分化。

2. 响应逆境植物在逆境环境下如何应对是植物学研究的一大热点。

PSTFs在这个过程中发挥了重要作用。

例如，DREB1（Dehydration-responsive element binding protein 1）调节了植物对于干旱、高盐和低温等逆境的响应。

此外，PSTFs在与植物抗病、旱灾、滞水和盐胁迫等逆境方面都具有一定的调控作用。

3. 调控植物代谢PSTFs还能调控植物的代谢，影响植物在不同环境下的适应性。

例如，在水稻中，SNAC1（Stress-responsive NAC1）家族的转录因子促进了水稻对于恶劣环境的适应性，同时也提高了水稻穗粒的产量。

二、调控机制PSTFs的表达受到多个调控机制的影响，包括转录水平和翻译后水平。

下面将对它们的调控机制分别进行介绍。

１０生物学通报２００５年第４０卷第１１期２００３年即Ｗａｔｓｏｎ和Ｃｒｉｃｋ发表ＤＮＡ双螺旋结构５０周年，宣布了人类基因组计划的完成，与此同时，其他许多生物的基因组计划已完成或在进行中，在此过程中产生的大量数据库对科学研究的深远影响是以前任何人未曾预料到的。

然而遗憾的是，许多生物学家、化学家和物理学家对这些数据库的使用甚至去何处寻找这些数据库都只有一个比较模糊的概念。

基因转录是遗传信息传递过程中第一个具有高度选择性的环节，近２０年来对基因转录调节的研究一直是基因分子生物学的研究中心和热点，因此亦产生了大量很有价值的数据库资源，对这些数据库的了解将为进一步研究带来极大便利，本文对其中一些数据库进行简要介绍。

１ＤＢＴＳＳＤＢＴＳＳ（ＤａｔａＢａｓｅｏｆＴｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎａｌＳｔａｒｔＳｉｔｅｓ）由东京大学人类基因组中心维护，网址：ｈｔｔｐ：／／ｄｂｔｓｓ．ｈｇｃ．ｊｐ。

最初该数据库收集用实验方法得到的人类基因的ＴＳＳ（ＴｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎａｌＳｔａｒｔＳｉｔｅｓ，转录起始位点）数据。

对转录起始位点（ＴＳＳ）的确切了解具有非常重要的意义，可更准确的预测翻译起始位点；可用于搜索决定ＴＳＳ的核苷酸序列，而且可更精确地分析上游调控区域（启动子）。

自２００２年发布第一版以来已作了多次更新。

目前包含的克隆数为１９０９６４个，含盖了１１２３４个基因，在ＳＮＰ数据库中显示了人类基因中的ＳＮＰ位点，而且现在含包含了鼠等其他生物的相关数据。

ＤＢＴＳＳ最新的版本为３．０。

在该最新的版本中，还新增了人和鼠可能同源的启动子，目前可以显示３３２４个基因的启动子，通过本地的比对软件ＬＡＬＩＧＮ可以图的形式显示相似的序列元件。

另一个新的功能是可进行与已知转录因子结合位点相似的部位的定位，这些存贮在ＴＲＡＮＳＦＡＣ（ｈｔｔｐ：／／ｔｒａｎｓｆａｃ．ｇｂｆ．ｄｅ／ＴＲＡＮＳＦＡＣ／ｉｎｄｅｘ．ｈｔｍｌ）数据库中，免费用于研究，但ＴＲＡＮＳＦＡＣ专业版是商业版本。

植物生长发育调控网络的重要调节因子在探索植物生长发育过程中，科学家们发现了许多重要的调节因子。

这些调节因子是植物内部调节网络中的关键元素，对于植物生长和发育具有重要的影响。

本文将介绍几个重要的植物生长发育调控网络调节因子，包括激素、转录因子和环境信号等。

一、植物激素激素是植物生长发育的重要调节因子之一。

植物激素可以促进或抑制细胞分裂和扩展，调控植物根、茎、叶、花和果实的发育过程。

常见的植物激素包括赤霉素、生长素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯等。

这些激素能够通过内源信号和外源刺激来调节植物生长发育的过程。

二、转录因子转录因子是植物中重要的基因调控因子。

它们通过识别和结合特定的DNA序列来调节基因的表达。

转录因子可以激活或抑制目标基因的转录水平，从而影响植物生长发育的过程。

转录因子通过与其他调节因子（如激素和环境信号）相互作用，形成复杂的调控网络。

三、环境信号环境信号是植物生长发育调控网络中的重要组成部分。

植物能够感知并响应周围环境的变化，从而调节其生长和发育。

光信号、温度、水分、盐分和逆境等环境因素都可以影响植物生长发育的过程。

植物通过调节内源激素水平和转录因子的活性，以及启动适应性反应来应对不同的环境信号。

在植物生长发育调控网络中，激素、转录因子和环境信号三者相互作用，共同调节着植物的生长和发育。

它们通过复杂的信号传导途径以及互相调控的方式，确保植物在不同环境下具有适应性和稳定性。

总结起来，植物生长发育调控网络的重要调节因子包括激素、转录因子和环境信号等。

通过这些因子的相互作用和调节，植物能够在生长发育过程中做出适应性的反应。

未来的研究将进一步揭示植物生长发育调控网络的调节机制，并为农业生产和植物改良提供理论基础和技术支持。

摘要`转录因子对很多下游基因的表达具有调控作用,在植物的生长发育、代谢及抵抗生物和非生物胁迫为中起着重要作用。

随着全球环境的恶化以及人口增长的压力，植物抗逆机制和植物抗逆性的研究对于可持续发展的现代农业来说是至关重要的。

植物经过长期的自然选择，不断进化以适应外界环境的变化，形成了对各种环境胁迫的适应性或抗逆能力。

植物体通过感受环境胁迫信号，通过多种信号转导途径，诱导一系列相关基因的表达，参与响应胁迫反应，调节体内生理生化代谢，形成抗逆防御反应体系，以抵御环境胁迫对植物体的伤害。

转录因子是一类能够与启动子区域顺式作用元件特异性结合的蛋白质，是植物中最大的基因家族之一。

本实验通过构建携带GAL4顺式元件(GAL-UAS)双荧光素酶报告子载体和GAL4BD(GAL4的DNA Binding结构域)融合表达目的转录因子(已知具有转录抑制活性的OsMADS57和转录激活活性的OsDRAP1)的效应子载体，通过农杆菌介导的烟草瞬时转化体系对该系统进行验证，明确转录因子转录活性分析系统的灵敏性。

研究结果将为进一步探究候选基因（转录因子）的生物学功能、转录调节机制研究提供技术支撑。

关键词：植物；转录因子；双荧光素酶；转录活性；GAL4AbstractTranscription factors play a regulatory role in the expression of many downstream genes and play an important role in plant growth, metabolism and resistance to biological and abiotic stress. With the deterioration of the global environment and the pressure of population growth, the study of plant resistance mechanism and plant resistance is very important for sustainable modern agriculture. Plants have evolved over a long period of time to adapt to changes in the external environment, forming an adaptable or resistant ability to various environmental stress. By feeling the signal of environmental stress, through a variety of signal transduction channels, the plant body induces the expression of a series of related genes, participates in the response to the stress response, regulates the physiological and biochemical metabolism in the body, and forms an anti-reversal defensive response system to resist the damage to the plant body by environmental stress. Transcription factoris is a class of proteins that can bind specifically to the co-acting elements of the promoter region and is one of the largest gene families in plants.This experiment verified the system by constructing an effect subcarrier that carries GAL4-cherokin enzyme reporting subcarriers and GAL4BD (THE DNA Binding domain of GAL4) fusion expression purpose transcription factors (OsMADS57 known to have transcription inhibition activity and osDRAP1 with transcriptional activation activity) to verify the system through the agricultural bacteria-mediated tobacco transient conversion system. The results will provide technical support for further exploration of the biological function of candidate genes (transcription factors) and the study of transcription alchemy mechanisms.Key words:Plants; transcription factors; difluoroenzyme; transcription activity; GAL41绪论1.1植物响应非生物胁迫反应旱涝、盐渍、高低温影响了植物的生长发育，这些非生物胁迫在自然环境中非常常见，造成了农作物产量下降。

植物分子生物学中的转录与翻译调控植物分子生物学是研究植物生物体内分子水平上的生命活动的科学领域。

其中，转录和翻译调控是植物分子生物学的核心内容之一，它们在植物的生长发育和逆境应答过程中发挥着重要的调节作用。

本文将详细探讨植物分子生物学中的转录与翻译调控，以及相关的研究进展。

1. 转录调控转录是指DNA分子上的遗传信息被转录为RNA分子的过程。

在植物细胞中，转录调控通过多种方式实现。

其中，转录因子是转录调控的重要组成部分。

转录因子能够结合到DNA上的特定区域，促进或抑制转录的进行。

在植物中，转录因子家族的多样性很高，不同家族的转录因子在参与植物生长发育和逆境应答中具有不同的功能。

此外，DNA甲基化也是植物转录调控中的重要机制之一。

DNA甲基化是指DNA分子上的甲基化修饰，可以影响基因的表达。

一些研究表明，DNA甲基化在植物的生长过程中起到关键的调节作用，参与某些基因的沉默和活化。

2. 翻译调控翻译是指mRNA分子上的信息被转译为蛋白质的过程。

翻译调控是植物细胞中另一个重要的调控层面。

在植物中，翻译的调控主要通过调控mRNA的结构和稳定性来实现。

一些RNA结构元件，例如5'非翻译区（5'UTR）和3'非翻译区（3'UTR），能够影响mRNA的翻译速率和效率。

此外，RNA修饰也参与了植物翻译的调控。

RNA修饰是指RNA分子上的一些化学修饰，如甲基化、转录后修饰和RNA剪接等。

这些修饰可以影响RNA的稳定性、转运和翻译效率，从而调控蛋白质的合成。

3. 转录与翻译的调控网络转录与翻译调控在植物中并不是孤立的过程，它们相互作用，形成一个复杂的调控网络。

该网络通过调节基因的表达，进而调控植物的生长发育和逆境应答。

一些研究表明，转录因子参与了翻译的调控，而翻译调控也能影响转录的进行。

这些调控网络的研究将有助于我们更全面地认识植物的分子生物学机制。

4. 研究进展在植物分子生物学中，对转录与翻译调控的研究正在不断深入。

转录因子在植物发育中的调控作用研究植物发育是一个极其复杂的过程，需要多种因素的协同作用才能实现。

其中，转录因子作为一类调节基因表达的蛋白质，在植物发育中扮演着至关重要的角色。

一、什么是转录因子？转录因子是一类能够与基因DNA序列结合并调控该基因表达的蛋白质。

转录因子在基因表达过程中发挥着非常重要的作用，通过结合到DNA上启动、抑制或增强基因转录。

它们可以通过直接结合到DNA序列上，也可以间接与DNA，如与其他蛋白质相互作用形成复合物，并通过改变DNA构象来调控基因转录。

二、转录因子在植物发育中的作用在植物发育中，转录因子扮演着至关重要的角色。

植物生长发育的各个阶段都需要转录因子的调节作用，它们控制了植物细胞的分化和特化，维持和调节植物的生长、形态、代谢和响应环境的能力。

转录因子的表达和活性呈现出时空特异性，在生长发育的不同阶段、组织和细胞中表达的转录因子种类和数量也会有所不同。

例如，各种激素对于调节植物生长发育具有重要作用，而激素调节作用的实现，离不开转录因子的介导。

例如，赤霉素能够促进幼苗的伸长生长，而其作用机理中，转录因子BES1和BZR1在赤霉素信号途径中发挥了重要作用。

在拟南芥中，脱落酸（ABA）也在植物发育过程中发挥着调控作用，其中TFs ABI3和ABI5在ABA信号途径中发挥重要作用。

此外，叶绿素生物合成途径中，正负调控的转录因子MYB和MYC也发挥着重要的作用。

转录因子在植物发育中的调节作用是多方面的，不同的转录因子对于不同的生长发育过程中的调节作用也不同，但其重要性无可置疑。

三、转录因子的研究方法转录因子在植物发育调控中的作用已经得到了广泛的研究。

研究转录因子通常需要以下步骤：（1）筛选：通过转录组学、蛋白质组学等方法，从大量的生物样本中鉴定出有特殊的生理活性和基因组DNA印记，具有转录因子功能的蛋白质，进而挖掘出新的功能基因。

（2）鉴定结构和功能：对新挖掘出的转录因子进行结构和功能分析，确定其是否具备在植物发育中发挥作用的基因转录控制功能。

转录因子相关数据库子结合位点(TranscriptionFactorBindingSite,TFBS)是转录调控的重要组成部分.为了解析基因转录调控过程中TF与其TFBS相互作用的分子机理,鉴定TFBS及构建基因转录调控网络,需要对已发现的TF及其TFBS信息进行系统的收集,整理和分析.目前,国际上已经出现不少关于TF及其TFBS 的专业数据库,这些数据库对基因转录调控及TF相关的分子生物学,系统生物学及生物信息学的研究非常重要,对这些领域的研究起到了显着的推进作用.文章对7个目前比较着名的TF及其TFBS相关数据库,包括TRANSFAC,JASPAR,TFDB,TRRD,TRED,PAZAR,MAPPER的特点,数据种类和数量及使用方法进行了详细综述,并简要介绍了其他相关数据库.关键词:转录因子;DNA结合位点;数据库;生物信息学ThedatabasesoftranscriptionfactorsCHENHong—Fei,WANGJin—Ke TheStateKeyLaboratoryofBioelectronics,TheExperimentalCenterofBiot echnologyandBiomaterials,SchoolofBiologicalSciences andMedicalEngineering,SoutheastUniversity,Nanjing210096,ChinaAbstract:ThecontrolofgenetranscriptioniSacriticallevelofgeneexpression regulation.Theinteractionsbetweentranscriptionfactors(TF)andtheirDNAbindingsites(TFBS)playakeyroleat thisleve1.Inordertodecipherthemolecu—larmechanismoftheinteractionsofTFswithTFBSsandconstructtranscripti onregulatorynetwork.itisnecessarytosys—tematicallycollect,save,andanalyzetheinformationofdiscoveredTFsandth eirTFBSs.Inrecentyears,multipleTFandTFBS.relateddatabaseshavebeenestablished.Thesedatabesessignificantly promotedtheTF-relatedstudiesinthefieldsofmolecularbiology,bioinformatics,andsystembiology.1]bispapersummari zedthecontents,characteristics,access,and advancesofmainTFsandTFBSs—relateddatabases,includingTRANSFA C,JASPAR,TFDB,TRRD,TRED,PAZAR,~LAPPERandothers.Keywords:transcriptionfactor;DNAbindingsite;database;bioinformatics 真核生物基因的表达受多个层次的调控,其中基因的转录调控就是一个非常重要的环节.该环节中,转录因子与其DNA结合位点的相互作用发挥关键作用.转录因子包括基础转录因子(BasicTF)和调控性转录因子(RegulatoryTF)NJ类,其中基础转录因子与RNA聚合酶一起构成转录机器(transcriptionapparatusormachine),通过与转录起点(Transcriptionstartsite,TSS)f~近的DNA上的启动子区结合实现基因的转录;而调控性转录因子一般与位置多样的增强子序列结合,再与转录机器发生作用,调控基收稿日期:2009—12—25;修回日期:2010—03一I1基金项目:国家自然科学基金项目(编号:60871014)资助作者简介:陈鸿飞(1987一),男,硕士研究生,专业方向:生物医学工程.E-mail:********************通讯作者:王进科(1969一),男,博士,教授,博士生导师.研究方向:生物医学工程.Tel:025—83793620;E-mail:*****************.cn篷HEREDITAS(Beijing)2010第32卷因转录的水平及组织,细胞特异性.增强子序列没有方向性,可位于基因的上游,也可以位于基因的下游,甚至基因内部.目前,已经证实位于基因上游10kb远的增强子仍然对基因有调控作用.目前,在人的基因中已经鉴定出2000多个转录因子_J’21,NCBI(NationalCenterforBiotechnologyInformation)数据库中收录人转录因子基因1962个,占人全基因总数(24652)的8%l3】.已经鉴定的转录因子中约有700多个是DNA结合转录因子(DNA—bindingTF).除了转录因子的鉴定外,目前已经发现一个DNA结合转录因子在基因组中存在成千上万的DNA结合位~(DNA.bindingsites).例如,通过染色质免疫沉淀fChromatinimmunoprecipita. tion,CHIP)结合DNA微阵列芯片(CHIP.chip)或高通量DNA测序技术(CHIP.seq),发现转录因子SP1在基因组中有12000个结合位点l4],c.myc有25000个结合位点【4】,p53有1600～65000个结合位点I5】, CREB有19000～40000个结合位点l6’.通过这些位点转录因子控制着众多基因的表达,构成了复杂的基因转录调控网络(Genetranscriptionregulatory network).转录因子及其DNA结合位点的鉴定,以及它们构成的基因转录调控网络的构建已经成为目前系统生物学研究的重点领域,也是生命科学研究的热点之一.这一领域的研究,不仅具有重要的基础研究价值,而且在生物技术及生物医学领域具有重要的应用价值.很多转录因子(如NF.KB,API,p53, PPAR,CREB,STA T,E2F等1与重要疾病(如炎症,肿瘤等1的发生,发展具有密切的关系,因而成为疾病诊断的依据和药物开发的靶点.为了系统收集该领域研究产生的大量数据信息并进行相关的生物信息学研究,最近数年国际上涌现出不少转录因子相关数据库,如TRANSFAC(TRANScriptionFACtor),JASPAR,TFdb(TheMouse TranscriptionFactorDatabase),TRRD(Transcription RegulatoryRegionsDatabase),TRED(Transcriptional RegulationElementDatabase),PAZAR,MAPPER等.这些数据库各有特色,提供了转录因子研究不同侧面的数据信息,促进了转录因子的研究,特别是对转录因子相关的生物信息学研究发挥了显着的推动作用.然而目前国内还没有专业的转录因子数据库建立,为了推动这一领域的研究,本文对目前国际上主要的转录因子数据库的相关内容,特点及使用方法予以综述.1主要转录因子数据库1.1TRANSFAC数据库TRANSFAC数据库是基于真核生物转录调控所建立的数据库,其中收集了大量与基因转录水平有关的数据,如转录因子及其DNA结合位点和相应的靶基因等信息【.,.TRANSFAC数据库由BIOBASE公司负责日常更新和维护工作,网址是http://www.gene—regulation.tom.该数据库分为公开版本和专业版本两个部分,用户只需登陆该网站,按照要求完成相应的注册,利用所获得的账号可以免费查询公开版本中所有的信息,而专业版本则需要用户付费使用,对于国内用户需要付款约800欧元进行网上查询, 如需下载则需要额外的800欧元.目前,公开版版本的版本号为TRANSFAC7.0:专业版本版本号为TRANSFAC2009.3.两个版本的最后更新日期及贮存的数据种类及数据量见表1.相对于公开版本,专业版本还增加了小RNA(miRNA)及其靶序列, ChIP.chip实验序列片段,以及所有收录数据的相关参考文献,启动子序列等信息.TRANSFAC数据库的公开版本中主要包括6个工作表文件【:(1)位点工作表(Sitetable):主要包括每个(推定的)调控蛋白各自的结合位点信息.其中既包括真核生物基因调控中转录因子的结合位点, 也包括经诱变实验,体内随机选择所得到的人工序列信息.收录的所有序列经证实都与蛋白结合并且有着特定的功能,每一条序列条目都有相应的唯一序号.(2)因子工作表(Factortable):储存相关的转录因子数据信息.在位点工作表中所涉及的转录因子在此表中都有储存.同时还包括一些不与DNA直接结合或者需要与其他转录因子形成复合物才能与DNA结合的转录因子.此外TRANSFAC还对所收集的转录因子根据其DNA结合结构域类型进行分类,方便用户根据需要进行查找.(3)基因工作表rGenetable):包括与转录调控相关的基因信息.该工作表最初建立的目的是与其他数据库如TRRD, TRANSCompel的数据相连接:现在已经成为与其第10期陈鸿飞等:转录因子相关数据库1011注:表中数据库除TRANSFAC专业版外,都为免费使用数据库.本表所列数据为截止2010年6月各数据库贮存的数据量.他主流数据库如欧洲分子生物学实验室(The EuropeanMolecularBiologyLaboratory,EMBL),美国国立生物信息中O(NCBI)联系的重要组成部分.(4)细胞工作表(Celltable):主要包括了与结合位点相互作用的蛋白的细胞相关信息.利用这些信息可以来确定所涉及的细胞,组织,器官甚至生物体.(5)分类工作表(Classtable):主要存放了以不同的DNA结合结构域类型分类的转录因子的家族信息.(6)矩阵工作表(Matrixtable):利用在Site工作表和Factor工作表中储存的转录因子位点信息,以及1O12遗HEREDITAS(Beijing)2010第32卷EMBL数据库和NCBI提供的参考序列数据库(Referencesequencedatabase,RefSeq)中的基因组序列信息,对转录因子建立了相应的位点特异性权重矩阵,储存在此表中[】”.登陆TRANSFAC网站,用户可以根据自己的需求(如转录因子名称,结合位点序YO)对6个主要工作表中的条目进行搜索,查询.同时,BIOBASE公司还提供了与TRANSFAC主数据库相关联的其他数据库,如TRANSPA TH,TRANSCompel.TRANSPA TH数据库提供了有关转录因子参与信号转导的信息以及它们参与的反应信息,并提供了包含许多信号组件的复杂的信号调控网络信息【1.TRANSCompel主要是关于真核生物中影响转录的复合调控元件的数据库.复合调控元件由两个不同的转录因子紧密契合的DNA结合位点构成,从而提供了不同信号交叉偶联的机制Il引.TRANSFAC作为着名的关于转录因子的数据库,其数据规模十分庞大,收集的信息比较全面.但是其仍存在一些问题,比如数据存在冗余现象,对于不同研究组发现的同一转录因子可能存在不同的条目,且不同物种的同一转录因子也被分开存放,用户在使用时需要注意.同时对于信息更为丰富的TRANSFAC专业版需要付费,限制了普通用户的使用,特别是普通科研用户.1.2JASPAR数据库JASPAR是收集有关转录因子与DNA结合位点模体(motif)的最全面的公开的数据库,该数据库是由哥本哈根大学(UniversityofCopenhagen)负责日常数据更新维护工作,其网址为/ cgi—bin/jaspardb.pl.JASPAR数据库中所包含的数据,都经过严格筛选,有确切的实验依据,通过计算机辅助软件进行整合识别匹配并用生物学手段进行注释,.JASPAR的最新版本号是JASPAR4.0,相对之前的版本,增加了许多新内容[1引.(1)JASPAR核心数据库(JASPARCORE)增加了ChIP.chip和ChIP—seq相关的信息.ChIP.chip与以前常用的配体DNA系统进化指数富集技术(DNASystematicEvo. 1utionofLigandsbyExponentialEnrichment,DNA SELEX)相比,提供的信息量更大,更加准确,已经越来越多地应用于基因研究之中.(2)JASPARCORE中增加了177个酵母转录因子相关信息,并且增加了关于果蝇和线虫的条目数量,从而使JASPAR基本覆盖了所有的真核顶端生物群(Eukaryotecrown group).JASPARCORE中所包含的非冗余的条目从123个大幅度增加到457个.(3)增加了关于蛋白结合微列阵技术(Proteinbindingmicroarray,PBM)相关的3个子数据库.PBM子数据库包含104个小鼠转录因子信息.PBMHOMEO子数据库包含176个小鼠同源域(Mousehomeodomains)信息.PBMHLH子数据库包含线虫bHLH转录因子二聚体信息.通过更新,JASPAR目前在核心数据库之外已经拥有840 个转录因子结合谱【】.除核心数据库之外,JASPAR还包含其他几个子数据库lI7l:(1)JASPARFARM数据库:由具有相似结合特性的转录因子的模型所构成.目前含有11个转录因子家族图谱信息.由于多个转录因子有着相似的结合位点图谱,这样存放可以降低结果的复杂性.同时,这些模型也可以为新的数据提供分类依据.f2)JASPARphyloFACTs数据库:包含174个图谱.这些图谱提取于系统发生上高度保守的基因上游元件.JASPAR主要作为_ phyloFACTsJASPARCORE的补充,可以和JASPARCORE中的数据共同使用. (3)JASPARPOLII:包含13个已知的与RNA聚合酶Ⅱ核心启动子相关的DNA序列.这些序列与JASPARCORE中数据的区别是这些序列不一定有与之作用的特异蛋白.(41JASPARCNE:该数据库由233个后生动物基因组中高度保守的非编码DNA 元件所组成.这些序列被发现行使长距离增强子作用,参与调控基因表达,调控生物发育和分化.(5)JASPARSPLICE:目前仅包括了人类的6个拼接位点,以后会增加其他真核生物的拼接位点信息,以及新的外显子拼接的增强子和衰减子信息. JASPAR中的数据是完全公开的,用户可以通过主页对数据库进行直接访问.网站在最新一次更新中对JASPARCORE根据物种分成5类,即脊椎动物门(V ertebrata),线虫纲(Nematoda),昆虫纲(Insecta),植物界(Plantae)和真菌界(Fungi),以及根据结构归类,用户可以清晰地在主页上找到相应链接.网站还提供了根据序列号(ID),物种等特性进行的搜索,还可以直接浏览数据库的内容.同时,用户第10期陈鸿飞等:转录因子相关数据库1O13通过主页可以下载JASPAR中的数据到自己的电脑上.与同领域相似数据库相比,JASPAR是一个非冗余的数据库,数据来源经过严格筛选,并且对所有数据提供免费下载,并有相应软件配套使用.但是相对于TRANSFAC等其他数据库,JASPAR所包含的数据量比较小,用户可以根据需要选择相应的数据库.1.3TFdb数据库TFdb是一个专业的关于小鼠转录因子的非冗余的数据库.该数据库由RIKEN基因组科学中心(toKENGenomicSciencesCenter,GSC)的基因组探测研究组实验室(LaboratoryforGenomeExplorationRe- searchGroup)进行日常维护,其网址是http://genome. gsc.riken.jp/TFdb/.TFdb包含了小鼠转录因子基因和与之相关联的基因数据.TFdb的建库宗旨是提供小鼠全基因组的非冗余的转录因子信息.现在的版本共有1585个小鼠转录因子信息.TFdb是从全基因组的视角来收集数据,其数据与基因组的联系十分紧密【1剐.该数据库的优点是: (1)数据的收集工作十分严谨,是非冗余的数据库,集合了许多有用的信息,是目前关于小鼠转录因子的最专业最全面的数据库.(2)该数据库中的每个转录因子都与NCBI的位点链接(LocusLink)(http://www. e/Locuslink/)相关联.位点链接(LocusLink) 是NCBI提供的一个单一的查询界面,可用来找到某一个遗传位点的序列和描述性信息;它展现了官方命名,别名,序列登陆,表型,EC号码,MIM号码,UniGene聚类,同源图谱位点和相关网站信],并提供这个链接可以准确定位的转录因子基因.(3)该数据库中的每个转录因子都提供了Gene Ontology(GO)的ID序号.GeneOntology包含基因或蛋白的细胞组分,生物过程及分子功能信息,并将上述信息根据概念粗细不同组织成有向无环图(DAG)结构.利用GO的条目,可以明确确定每个基因是否具有转录因子功能.f4)该数据库还利用NCBI提供的同源基因数据库(HomoloGene)对人类和大,小鼠的基因进行同源比较,选出功能上具有转录因子效果的基因,添加进数据库,确保转录因子信息的完整性.(5)转录因子DNA结合结构域种类则参考了蛋白质组数据库(InterPro)的资料,并给出了相关链接. TFDB无需用户注册,使用者可以直接点击页面上方按钮对数据库中所含数据进行浏览,并可以根据转录因子基因的名称,GO或InterPro数据库的ID或名称进行搜索.点击每个条目之前的细节按钮, 用户可以进入单个基因的条目,网站给出了各个数据库的相关链接,方便用户查询.1.4TRRD数据库TRRD是转录调控区数据库,收集基因转录调控区域注释信息资源.该数据库由俄罗斯科学院西伯利亚部的细胞学与遗传学研究所(InstituteofCytol—ogyandGenetics,SiberianDepartmentoftheRussian AcademyofSciences,Novosibirsk,Russia)提供技术支持及日常维护.,”.其网址为http://wwwmgs.bionet.nsc. ru/mgs/gnw/trrd/.目前最新版本号为TRRD7.0.TRRD数据库包含的数据种类及数据量见表1. TRRD数据库还包含7609篇相关科学文献.TRRD 还有与内分泌调节,脂质代谢以及细胞凋亡相关的转录因子信息.最新版TRRD数据库主要由8个子数据库所构成,分别是TRRDGENES(TRRD库基因的基本信息和调控单元信息);TRRDLCR(调控区定位信息); TRRDUNITS(调控区的启动子,增强子,沉默子等具体信息);TRRDSTARTS(转录起始位点相关信息); TRRDSITES(转录调控位点信息);TRRDFACTORS (转录因子信息);TRRDEXP(基因表达模式的信息) 和TRRDBIB(数据库涉及的实验出版物信息)f2. TRRD网站提供了几个子数据库的链接及搜索按钮.用户不需注册可以直接在网站上浏览其数据库信息.用户可以根据自己需求,选择浏览或者对特定的条目进行搜索.1.5TRED数据库TRED为转录调控元件数据库,是基于研究基因调控网络的需要而建立的数据库,收集有实验证据的哺乳动物顺式作用元件和反式作用因子.TRED 为公开的数据库,由冷泉港实验室(ColdSpringHar- borLaboratory)承担数据整理及维护工作:其网址为/cgi-bin/TRED/tred.cgi?process=home. 该数据库目前版本收集的转录因子相关数据种类及数量见表1.该数据库还提供人类,小鼠,大鼠的全基因组序列,并提供相应的序列分析查询工具[引.TRED数据库所提供的数据都是经过实验验证,1014篷HEREDITAS(Beijing)2010第32卷并且经过人工一一筛选,保证了数据的有效性.该数据库不但提供转录因子结合位点序列信息,还提供转录因子结合位点的基因组定位信息,为查询者提供了方便.另外,该数据库还引人了基因调控网络的概念,并给出了与癌症相关的36个转录因子之间的调控网络,供使用者查询[2引.TRED的网站架构简洁明了,数据库不需要注册,数据信息完全公开,在其网站的左边部分,提供了对于数据库各项信息(如启动子序列,转录因子靶基因,转录因子结合位点模体信息等)的链接,非常适合使用者进行查询并使用.1.6PAZAR数据库PAZAR数据库是一个公开的有关转录因子和其调控序列的数据库.PAZAR数据库提供相应的网页界面和工具来方便用户查询;其网址是http:llwww. .该数据库包含的数据种类及数据量见表1.PAZAR数据库把数据库的结构做成小商店的形式,为用户提供了方便简洁的查询方式l2引.PAZAR数据库的一大特点是允许每个用户登陆报告自己,本实验室或者是某个数据库的信息.这使得PAZAR数据库更像是一个为转录因子及其结合位点的研究人员所建立的数据交流平台.目前, PAZAR主要包含的数据库有:(1)ABS(adatabaseof AnnotatedregulatoryBindingSites):是一个公开数据库,收集从文献中人工筛选获得的直系同源脊椎动物基因启动子中鉴定的已知结合位点l2;其网址为http://genome.imim.es/datasets/abs2005/index.html. (2)JASPARCORE:上文提到的JASPAR的核心数据厍.(3)ORegAnno(TheOpenREGulatoryANNOtation database):是一个资源及获取都开放的数据库和文献管理系统(1iteraturecurationsystem),以便基于集体注释实验鉴定的DNA调控区域,转录因子结合位点和调控变体[2;其网址是http://www.oreganno.org/.PAZAR数据库中还有个人以及相关实验室发布的转录因子和调控基因的信息.PAZAR数据库还为用户提供了各种计算机辅助软件,使不同学者之间交流信息变得更加容易【2刖. 数据库允许匿名用户进行数据查询,其网站也提供了免费的注册系统,经过注册后,用户可以向网站提供自己的研究成果,并定制相关服务.网站提供了相关数据的搜索工具,且提供了所有公开数据的免费下载.1.7MAPPER数据库MAPPER数据库收集整理两个着名的转录因子数据库TRANSFAC和JASPAR中有关转录因子的资料,经过加工形成1134个转录因子结合位点的隐马尔可夫模型,并通过这种模型去搜索人,小鼠及果蝇的基因组转录起始位点上游1Okb序列.数据库还提供用户自定义序列的搜索功能.MAPPER数据库为利用计算机分析手段进行转录因子结合位点的研究提供了平台,叭.MAPPER数据库的网址是/mapper.MAPPER数据库需要用户利用自己的邮箱进行免费注册.注册登陆之后,用户即可使用数据库的各种功能.在Models板块,用户可以对数据库所包含的结合位点模型进行逐一查询,也可以根据模型的名称和序列来查询自己所需要的结合位点模型.在Tools模块中,用户可以对数据库已知的基因序列,或是自己提供的序列,进行结合位点模型的搜索,搜索结果包括了转录因子的名称,结合位点所在的确切位置,相似程度和预测结果.此外, MAPPER数据库还为每个用户提供了一块私人区域来储存搜索的历史记录和用户自设的模型.2其他数据库除上述主要数据库外,还有转录因子及其结合位点的其他数据库,如DBTSS(DatabaseofTranscrip—tionalStartSites),AGRIS(ArabidopsisGeneRegulatory InformationServer),DBD(DNA?bindingdomain), Redfly(RegulatoryElementDatabaseforDrosophila), RegulonDB(RegulonDatabase),PlantPromDB(Plant PromoterSequencesDatabase)等.DBTSS即转录起始位点数据库【3”,由东京大学人类基因组中心维护,是一个关于转录起始位点的数据库,只收集准确实验确定的5末端的完整cDNA序列,并提供了已知转录因子结合位点的定位;其网址是http://dbtss.hgc.jp.AGRIS即拟南芥基因调控信息数据库,是专业的拟南芥启动子序列,转录因子及其靶基因数据库f3;网址为http://arabidopsis .DBD即DNA结合结构域数据库, 第10期陈鸿飞等:转录因子相关数据库1015是一个预测与DNA特定序列结合的转录因子的数据库f3;其网址是http://www.transc邱.Redfly是一个收集果蝇转录顺式作用元件和转录因子靶序列的数据库;其网址是r. /.RegulonDB是一个专业的有关大肠杆菌和其他生物转录起始和转录调控的数据库L3,其网址是g.unam.mx.PlantPromDB是一个有注解非冗余的RNA聚合酶Ⅱ识别的植物启动子序列数据库,其网址是http://mende1.cs./.以上数据库包含的数据种类及数量见表1. 3结语将生物信息学技术与分子及细胞生物学技术交叉联合,即干实验(Dryexperiment,insilicoexperiment)与湿实验(Wetexperiment,invivo/vitroexperiment)的相辅相成,是今后生命科学发展的趋势.在转录因子研究领域,自从转录因子DNA结合靶点高通量信息获取技术,包括ChIP.chip[,ChIP—seq[q..,Protein.bindingmicroarray[卜6J等产生后,转录因子相关研究产生了巨大的数据信息,对这些数据信息的收集,整理及分析成为转录因子研究领域无法避免的生物信息学课题.因此,今后转录因子的相关研究必然是干湿实验结合的研究f4,引.转录因子数据库的建立无疑会极大地促进转录因子有关的分子生物学,系统生物学及生物信息学研究.参考文献(References)【1】BrivanlouAH,DamellJEJr controlofgeneexpression.813-818.SignaltransductionandtheScience,2002,295(5556):『2]MessinaDN,GlasscockJ,GishW,LovettM.AnOR—Feome—basedanalysisofhumantranscriptionfactorgenes andtheconstructionofamicroarraytointerrogatetheir expression.GenomeRes,2004,14(10B):2041-2047.【3】V enterJC,AdamsMD,MyersEWLiPW,MuralRJ,Sut—tonGGSmithHO,YandellM,EvansCA,HoltRA.Go—cayneJD,AmanatidesP’BallewRM,HusonDH,Wort—manJR,ZhangQ,KodiraCD,ZhengXH,ChenL,Skup—skiM,SubramanianG,ThomasPD,ZhangJ,GaborMik—losGL,NelsonC,BroderS,ClarkAG.NadeauJ. McKusickV,ZinderN,LevineAJ,RobertsRJ,SimonM, SlaymanC,HunkapillerM,BolanosR,DelcherA,DewI, FasuloD,FlaniganM,FloreaL,HalpemA,HannenhalliS. KravitzS,LevyS,MobarryC,ReinertK,RemingtonK, Abu—ThreidehJ,BeasleyE,BiddickK,BonazziBran—donR,CargillM,ChandramouliswaranI,CharlabR,ChaturvediK,DengZ,DiFrancescoV’DunnP,EilbeckK, EvangelistaCGabrielianAEGanGeGongGuZ,GuanP,HeimanTJ,HigginsME,JiRR,KeZ, KetchumKA,LaiZ,LeiY’LiZ,LiJ,LiangY,LinX,LuEM erkulovGV’MilshinaN,MooreHM,NaikAK,Na—rayanVA,NeelamB,NusskernD,RuschDB,SalzbergS, ShaoW,ShueB,SunJ,WangZ,WangA,WangX,WangJ,WeiM,WidesR,XiaoC,Y anC,Y aoA,YeJ,ZhanM, ZhangZhangHZhaoQZhengLZhongZhongZhuS,ZhaoS,GilbertD,BaumhueterS,SpierG’CarterC, CravchikA,WoodageT,AliF,AnH,AweA,BaldwinD, BadenH,BarnsteadM,Ba~owI,BeesonK,BusamD, CarverA,CenterA,ChengML,CurryL,DanaherS,Daven—portL,DesiletsR,DietzS,DodsonK,DoupL,FerrieraS, GargN,GluecksmannA,HartB,HaynesJ,HaynesC,Heiner C,HladunS,HostinD,HouckJ,HowlandIbegwamC, JohnsonJ,KalushEK1ineL,KoduruS,LoveA,Mann MayD,McCawleyS,McIntoshLMcMullenI,MoyM,Moy L,MurphyB,NelsonPfannkochC,PrattsE,PuriVQureshi H,ReardonM,RodriguezR,RogersYH,RombladD, RuhfelB,ScottR,SitterC,SmallwoodM,StewartE,S~ong R,SuhE,ThomasR,TintNN,TseS,V echC,WangGWetterJ,WilliamsS,WilliamsM,WindsorS,Winn—DeenE,W0lfe K,ZaveriJ,ZaveriK,AbrilJF,Guig6R,CampbellMJ,Sjo—landerKV,KakB,KejariwalA,MiH,LazarevaB,Hatton LNarechaniaA,DiemerK,MuruganujanA,GuoN,SatoS, BafnaIstrailS,LippertR,SchwartzWalenzB,Y oosephS,AllenD,BasuA,BaxendaleJ,BlickL,CaminhaM, Carnes—StineJ,CaulkP,ChiangYH,CoyneM,DahlkeC, MaysA,DombroskiM,DonnellyM,ElyD,EsparhamS, FoslerC,GireH,GlanowskiS,GlasserK,GlodekA, GorokhovM,GrahamK,GropmanB,HarrisM,HeilJ, HendersonS,HooverJ,JenningsD,JordanC,JordanJ,Ka—shaJ,KaganL,KraftC,LevitskyA,LewisM,LiuX,LopezJ,MaD,Majorosw,McDanielJ,MurphyS,NewmanM, NguyenLNguyenN,NodellM,PanS,PeckJ,PetersonM, RoweWSandersR,ScottJ,SimpsonM,SmithLSpragueA, StockwellTurnerR,V enterE,WangM,WenM,WuD, WuM,XiaA,ZandiehA,ZhuX.Thesequenceofthehuman genome.Science,2001,291(5507):l304-1351.[4】CawleyS,BekiranovS,NgHH,KapranovP,SekingerEA, KampaD,PiecolboniA,SementchenkoV,ChengJ,Wil—lianasAJ,WheelerR,WongB,DrenkowJ,Y amanakaM, PatelS,BrubakerS,TammanaH,HeltG,StndalK,GingerasTR.Unbiasedmappingoftranscriptionfactorbindingsites 1016遗HEREDITAS(Beijing)2010第32卷alonghumanchromosome21and22pointstowidespread regulationofnoncodingRNAs.Cell,2004,116(4):499—509. 【5]weiCL,wuQ,V egaVB,ChiuKP,NgZhangT’Shahab A,Y ongHC,FuY,WengZ,LiuJ,ZhaoXD,ChewJL, LeeYL,KuznetsovV A,SungWK,MillerLD,LiraB,Liu ET’Y uQ,NgHH,RuanY.Aglobalmapofp53transcrip—tion—factorbindingsitesinthehumangenome.Ce{ll2006, 124(1):207——219.【6】HagiwaraM,BrindleP’HarootunianA,ArmstrongR, RivierJ,V aleW,TsienR,MontminyMR.Couplingof hormonalstimulationandtranscriptionviathecyclic AMP—responsivefactorCREBisratelimitedbynuclear entryofproteinkinaseA.MolCellBiol,l993,13(8):4852-4859.【7]EuskirchenGRoyceTE,BegoneP,MagoneR,RinnJL, NelsonFK,SaywardFjLuscombeNM,MillerP,Gerstein M,WeissmanS,SnyderM.CREBbindstomultiplelocio?。

植物转录因子的结构与调控作用摘要：转录因子通过激活或抑制基因的表达，在植物的生长发育、形态建成及对外界环境的反应中起着重要的调控作用。

植物各种诱导型基因的表达主要受特定转录因子在转录水平上的调控。

典型的转录因子含有DNA结合区、转录调控区、寡聚化位点及核定位信号区等功能区域。

这些功能域决定转录因子的功能、特性、核定位及调控作用等，转录因子通过这些功能域与启动子顺式作用元件结合或与其他蛋白的相互作用来激活或抑制基因的表达。

植物转录因子的结构与功能成为近年来植物分子生物学等研究领域的重要内容。

转录因子(transcriptionfactor，TF)，也称反式作用子(trans-actingfactor)，是位于细胞核内能够与基因启动子区域中顺式作用元件发生特异性相互作用，从而调控目的基因以特定的强度并在特定的时间与空间表达的蛋白质分子。

高等植物的转录因子不仅在植物体的生长发育和形态建成等生理活动中发挥重要的调控作用，而且还与植物体的次生代谢和抗逆反应密切相关。

通过改变转录因子的表达水平调控植物体的生长发育、次生代谢和抗逆性，将为农作物农艺性状的改良和新品种的培育提供广阔的应用前景。

1转录因子的结构与功能1．l DNA结合区DNA结合区（DNA-binding domain)是指转录因子识别DNA顺式作用元件并与之结合的一段氨基酸序列，相同类型转录因子DNA结合区的氨基酸序列较为保守。

植物转录因子中比较典型的DNA结合区有BZIP结构域、锌指结构域、MADS结构域、MYC结构域、MYB、Homeo结构域以及AP2/EREBP结构域等。

其中一些结构域又可根据其特征区中保守氨基酸残基的数量和位置划分成几个亚类，如根据半胧氨酸(C)和组氨酸(H)残基的数目和位置，可将含锌指结构域的转录因子分为C2H2，C3H，C2C2，C3HC4，C2HC5亚类。

近年来，在植物转录因子中又发现一些新的与DNA结合有关的结构域，如拟南芥ARF1转录因子的ARF结构域、玉米VP1及菜豆PvAlf转录因子的B3结构域等。

植物转录因子及其在植物生长发育中的作用植物转录因子是一类负责调节基因表达的蛋白质，它们是生物体内的关键调控分子，参与调控各种重要生命过程。

植物转录因子的功能非常重要，包括参与基因表达、调节植物生长发育、适应环境变化等。

本文将探讨植物转录因子及其在植物生长发育中的作用。

一、植物转录因子的定义和分类植物转录因子是用于启动或抑制基因转录的一类蛋白质。

通常，它们通过结合特殊DNA序列来实现目标基因的调控。

在植物中，有数百种转录因子被鉴定，它们可分类为多个家族。

常见的植物转录因子家族包括MYB、bZIP、bHLH、NAC、WRKY、AP2、ERF、HD-Zip等。

二、植物转录因子在植物生长发育中的作用植物转录因子在植物生长发育中扮演着重要的角色，它们是植物基因表达和调控的主要调节剂。

以下是植物转录因子在植物生长发育中的一些作用：1、植物转录因子与植物发育的关系转录因子在植物生长发育过程中调节基因表达，使植物在各个发育阶段中具有不同的特质。

例如，在花朵形成的过程中，一些MYB类转录因子在调控花瓣的花色方面起到非常重要的作用。

在叶片、茎、根等不同的组织中，也存在相应的转录因子家族。

2、植物转录因子对环境适应的调节作用植物需要适应各种环境条件，如低温、干旱、盐碱等。

植物通过转录因子来调节基因表达，以适应不同的环境条件。

例如，在低温胁迫条件下，C-repeat binding factor (CBF/DREB1)在编码抗寒蛋白的转录因子中扮演了重要的角色，可以激活生长发育和环境适应的相关基因。

3、植物转录因子调节器官生长发育的分子机制植物转录因子还能够调节植物器官的生长发育。

依据研究发现，很多转录因子家族如MYB、NAC、AP2等都能调节植物的组织分化、植物器官的增生和分化等生长发育过程。

在植物不同生长发育阶段，不同的转录因子家族发挥着不同的作用，因而对植物生长打下关键的基础。

三、植物转录因子的应用前景植物转录因子在植物学研究和植物育种领域有着广泛的应用潜力。

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植物转录因子的功能与调控机制植物是一类富含生命力和能量的生命体，植物的生长发育、逆境适应、生物合成等生物过程均受到多个层面的调控，其中转录因子（transcription factor，TF）是其中十分重要的一环。

转录因子是具有DNA结合能力的蛋白质，通过结合DNA 的特定序列位点，促进或抑制基因的转录水平，从而调控生物合成和代谢，维护生命系统的稳定。

一、转录因子的分类转录因子可分为许多类别，依据结构域的不同分为顺反家族、基本序列再认家族和Zip家族等；按照作用方式的不同，也可分为启动子结合，转录因子复合物结合和DNA修改等。

在植物中，常见的转录因子有WRKY、MYB、bHLH、NAC、AP2/ERF、bZIP等。

二、转录因子对生物过程的调控作用转录因子对植物的生物过程有着广泛而深刻的影响，例如参与激素调控、色素合成、次生代谢物的合成等。

植物生长发育过程中WRKY转录因子在促进绿叶合成和延缓叶片衰老方面具有明显的作用；NAC转录因子则在顶芽的细胞分化、根毛发育和耐旱性方面发挥着至关重要的调控作用。

三、转录因子的调控机制转录因子的调控机制使其能够在生长发育和逆境压力等复杂的环境下发挥出重要的调控作用。

在调控机制上，转录因子的活性主要受到调控区域、蛋白质组华、修饰和诱导因子等多方面因素的影响。

1.调控区域植物基因组中大约一半的基因受到白垩纪基因调控甚至更久远的逆境程序的影响，而非编码区的调控区域是一些非编码的RNA和蛋白质识别和结合的主要靶点，它们通过与转录因子形成复合物来介导基因表达。

2.蛋白质组华在某些生物学过程中，不同转录因子之间可能发生相互作用，形成复合物，以更高的效率促进基因的表达。

这些TF复合物可以提高特定的转录因子的亲和性和特异性，同时也可以发生协同或竞争作用，调整基因表达水平。

3.修饰翻译后修饰是调控转录因子活性的另一个重要因素。

常见的修饰包括磷酸化、乙酰化和泛素化等，这些修饰能够调节翻译因子的DNA结合、稳定性和活性，从而影响基因表达。

植物转录因子调控机制研究植物是一类特殊的生物，它们不仅仅是能够自行合成有机物质，更是能够利用光能合成有机物质的光合细胞。

而光合细胞中最重要的一个物质就是叶绿素，而这个关键物质的合成是经过一系列的调控才能完成的。

而这些调控就是通过转录因子来实现的。

转录因子是一类可以将基因表达过程调控的蛋白质，也是被称作为启动子因子的一种物质。

植物的基因转录表达可以通过转录因子的结合来实现。

每个转录因子都有自己特定的结构，可以结合到非编码区域的启动子区域来控制基因的表达。

它们可以通过在DNA分子的特定序列中识别和结合到这些区域，从而调控基因的转录过程，从而影响到蛋白质的表达。

植物的转录因子有着非常复杂的结构和功能。

在植物中，转录因子可以通过与DNA分子中的特定顺序结合来实现调控。

它们还可以与其他转录因子或蛋白质形成多种复合物。

这些复合物可以通过蛋白质-蛋白质相互作用来增强或削弱其调节作用。

一些转录因子可以在细胞中形成大规模的复合物，从而实现更为复杂的调控。

研究表明，植物中的转录因子可以被诱导或抑制。

这个过程就是通过调节转录因子的结合速率来实现的。

这就是说，一个诱导型的转录因子可以在细胞内受到一些特定刺激，从而产生一些结构上的改变，从而导致它的结合能力变强，从而更加容易结合到启动子区域上。

相反，一个抑制型的转录因子则可以影响它的结合能力或可以与诱导型的转录因子竞争结合DNA分子中特定的位点。

同时，植物中的转录因子还可以通过磷酸化、乙酰化和去乙酰化等化学修饰来实现调控。

这些化学修饰可以影响转录因子的立体构象，从而影响它们的结合能力和转录活性。

除此之外，还有一些非编码RNA也可以充当植物转录调控层面上的角色。

这些RNA分子可以通过与转录因子或其他调节因子相互作用，在基因转录过程中起到调节作用。

因此，通过了解植物中转录因子的调节机制，可以更好地理解植物的基因表达过程。

而这种了解不仅仅有利于解析植物的生长、发育、对环境的应答等生物学过程，同时也有助于推动植物基因编辑技术的发展和应用。