RNA病毒诱导的烟草WRKY转录因子基因的应急表达1

小麦转录因子基因TaWRKY18在烟草和小麦中的遗传转化1 引言小麦作为世界上重要的粮食作物,其进行基因工程改良一直倍受关注。

自1993年Chan TM[1]利用农杆菌转化水稻获得转基因植株以来,农杆菌介导的转化方法在禾本科作物上的研究迅速展开,玉米和水稻已经建立相对完善的转化体系[2,3], 直到1997 年,Cheng M等[4]才报道了利用农杆菌介导法获得gus(β-2葡萄糖苷酸酶)基因的转基因植株。

随后,农杆菌介导小麦遗传转化在许多实验室取得了成功。

Xia GM等[5] 1999年获得农杆菌介导的nptⅡ基因的小麦当代转化植株。

本试验是在小麦成熟胚组织培养研究的基础上,以小麦成熟胚愈伤组织为受体,对农杆菌介导的小麦遗传转化的主要因子,如外植体预培养时间、共培养时间、抗生素( Kan)筛选压、头抱霉素浓度、接种菌液浓度和侵染时间等进行优化,以提高小麦遗传转化效率,为小麦的基因工程遗传改良育种奠定基础。

烟草易于进行组织培养和基因转化,易得到再生的转化植株,是典型的基因工程模式植物。

而本生烟草更具有生长速度快、生命周期短的优点[6]。

植物遗传转化(genetic transformation) 是指利用重组DNA 技术、细胞组织培养技术或种质系统转化等技术,将外源基因导入植物细胞或组织,获得转基因植物的技术[7]。

植物基因工程研究起于本世纪八十年代中期。

自其诞生至今，如何将这项技术应用于小麦、水稻、玉米等农作物的遗传改良研究便始终是人们努力的重要目标之一。

要实现这一目标，首先要建立一套高效、可靠、重复性好的基因转化体系。

而在植物基因转化系统研究方面，禾谷类相对于其他单、双子叶植物而言，具有起步晚、困难大的特点，而小麦相对于其他禾谷类如水稻、玉米等又进一步表现出其滞后性和困难性。

通常产生转基因植物的方法有两类，一类是借助于原生质体的直接转化法如PEG发法、电激法、脂质体法等，另一类是农杆菌介导的植物细胞、组织、器官直至完整支柱的基因转化方法。

拟南芥 WRKY 基因家族应答非生物胁迫基因的鉴定1）魏晓爱;姚文静;姜廷波;周博如【摘要】WRKY转录因子家族是植物特有的一类转录因子家族，在植物生长发育和应答各种胁迫反应过程中起重要作用。

为筛选和鉴定植物抗逆关键基因，以拟南芥（ Arabidopsis thaliana） WRKY家族基因为研究对象，从数据库中搜索到72个拟南芥WRKY基因，通过生物信息学分析，根据其结构特点，可将其分为3大类：GroupI、GroupII和GroupIII。

其中，GroupII又可分为5个亚类：IIa、IIb、IIc、IId和IIe。

用实时定量RT－PCR筛选出30个应答盐胁迫的基因，其中上调表达的23个，下调表达的7个。

%For screening and identifying stress-related genes in Arabidopis s thaliana, the WRKY gene families were as study ob-ject, and 72 WRKY genes were explored from the database ofA.thaliana, and the structure characteristics were analyzed by bioinformatics.WRKY family was further divided into three groups:GroupI, GroupII and GroupIII.The gene members in GroupII were further divided into five sub-groups: IIa, IIb, IIc, IId, IIe.The differential expression of WRKY genes were determined by real-time RT-PCR.There were 30 genes response to salt stress, of which 23 were up-regulated genes, and 7 were down-regulated genes.【期刊名称】《东北林业大学学报》【年(卷),期】2016(044)010【总页数】5页(P45-48,55)【关键词】拟南芥;WRKY转录因子;非生物胁迫【作者】魏晓爱;姚文静;姜廷波;周博如【作者单位】林木遗传育种国家重点实验室东北林业大学，哈尔滨，150040;林木遗传育种国家重点实验室东北林业大学，哈尔滨，150040;林木遗传育种国家重点实验室东北林业大学，哈尔滨，150040;林木遗传育种国家重点实验室东北林业大学，哈尔滨，150040【正文语种】中文【中图分类】Q78;S332.1WRKY转录因子是植物所特有的一类转录因子[1]，1994年Ishiguro et al[2]从甘薯中克隆得到第一个WRKY转录因子SPF1，随后相继在野燕麦、拟南芥、烟草(Nicotiana tabacum L.)和水稻(Oryza sativa L.)中克隆得到WRKY。

植物生理学通讯 第４０卷　第２期，２００４年４月260植物体对内外环境的变化有十分复杂的反应机制。

随着植物基因组研究的深入，人们在分子水平上对某些生理过程的了解逐步加深，形成了当代生命科学研究的主流。

植物基因组中有相当一部分基因参与对环境变化的信号转导或转录调控，且往往是以家族形式出现。

如拟南芥中约有１　５００种转录因子，分属于各种基因家族［１］。

已发现有多种基因家族参与植物对环境胁迫的反应，一般是在转录水平上对信号转导基因的表达进行调控。

如ＥＲＦ　（ｅｔｈｙｌｅｎｅ－ｒｅｓｐｏｎｓｉｖｅ－ｅｌｅｍｅｎｔ－ｂｉｎｄｉｎｇｆａｃｔｏｒｓ）家族，在拟南芥中约有１２４个成员，参与对低温、干旱、病原体及其诱发因子（ｅｌｉｃｉｔｏｒ）的反应［２］。

ｂＺＩＰ（ｂａｓｉｃ　ｌｅｕｃｉｎｅ－ｚｉｐｐｅｒ）家族，在拟南芥中有７５个成员，参与对病原体防卫反应及多种胁迫的反应［３］。

ＷＲＫＹ家族是近年来发现的又一类植物特有的转录调节因子，已从多种植物中分离，如甜土豆［４］、野燕麦［５］、皱叶欧芹（Ｐｅｔｒｏｓｅｌｉｎｕｍ　ｃｒｉｓｐｕｍ）［６］、拟南芥［７］　、烟草［８］等。

在拟南芥中已发现７４个　ＷＲＫＹ成员［９］，由于其中大多数参与植物对病原体的防卫反应，因此备受关注［１０，１１］。

１ ＷＲＫＹ蛋白的结构１．１ ＷＲＫＹ区 ＷＲＫＹ蛋白结构上最主要的　特点是各成员中都至少含有一个ＷＲＫＹ区（ＷＲＫＹｄｏｍａｉｎ），这也是目前识别ＷＲＫＹ成员最重要的标准。

ＷＲＫＹ区是一段由大约６０个氨基酸组成的多肽序列，在各成员中高度保守。

图１列举了几种来源于不同植物的ＷＲＫＹ区结构。

其中靠近Ｎ末端有一七肽ＷＲＫＹＧＱＫ存在于所有的成员中，因而得名［１０］。

在其Ｃ末端有一个锌指结构（ｚｉｎｃ－ｆｉｎｇｅｒ　ｍｏｔｉｆ），其一般组成为　ＣＸ４￣５ＣＸ２２￣２３ＨＸ１Ｈ。

根据ＷＲＫＹ区的数量及锌指结构的组成，ＷＲＫＹ蛋白分为３类。

Ⅰ类含有２个ＷＲＫＹ区，如最早识别的ＷＲＫＹ蛋白ＡＢＦ１［５］、ＳＰＦ１［４］、ＰｃＷＲＫＹ［６］及ＺＡＰ１［７］等。

小麦WRK转录因子VIGS基因沉默载体构建及验证：WRKY transcription factor family can help improve plant stress tolerance ，which widely exist in variousplants. After TaWRKYgene was silenced by VIGS method，it was found that the proportion of succeed Bgt inoculation increased ，and the percentage of abnormal appressoria declined ，such as papilla. The results indicated that TaWRKY gene played an important role in wheat- Bgt interaction.小麦白粉病是由布氏白粉菌( Blumeria graminis f. sp. Tritici )侵染所引起的真菌感染性病害，如遇高温多湿天气病害流行，会使小麦严重受害，导致减产13%- 34%[1]。

因此，科学家一方面通过抗病育种，不断培育新的抗病小麦品种来抵御病害，另一方面通过深入的抗病分子机理研究，克隆抗病相关基因、弄清抗病信号通路以及基因工程等技术手段，以达到抗病分子育种的目的。

转录因子可以与真核基因启动子区中的顺式作用元件互作，激活或抑制多个下游功能基因转录，从而使植株获得综合改良效果。

研究表明，WRK转录因子家族几乎存在于所有植物中，它们共同含有一段高度保守氨基酸序列WRKYGQK[2] WRK广泛参与植物种子萌发与休眠、开花、代谢、激素信号转导，还参与抵御生物和非生物胁迫等反应过程。

拟南芥AtWRK Y3基因直接调控了植物抗毒素Camalexin 的合成[3] ，并且调控大量抗病相关基因的表达[4]。