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栽培烟草抗逆相关WRKY转录因子的表达特征分析获进展(图)

2015年03月10日 来源:烟草在线据云南烟叶信息网站报道 作者:
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  烟草在线据云南烟叶信息网站报道  《中国烟草学报》2014年第6期上发表的“栽培烟草抗逆相关WRKY转录因子的表达特征分析”研究表明,SA、ABA、MeJA等信号分子能诱导NtWRKY10、NtWRKY11、NtWRKY12上调或下调表达,这三个基因可能在栽培烟草抗逆反应中起作用。

  WRKY转录因子是一种重要的诱导型调节因子,参与植物的多种反应、生长发育调节及物质代谢调节等多种重要生理活动。WRKY转录因子至少含有一个高度保守的WRKY结构域,该结构域由大约60个氨基酸残基组成。在N末端有7个绝对保守的氨基酸残基WRKYGQK,是WRKY结构域的核心序列。WRKY转录因子分为三类,第一类含有两个典型WRKY结构和Cys2.His2锌指结构;第二类含有一个典型WRKY结构域和Cys2.His2锌指结构;第三类含有一个WRKY结构域和Cys2.His/Cys的锌指结构。WRKY结构域具有DNA结合能力,是WRKY蛋白生物学活性必需的,若WRKY结构域中的氨基酸发生了变异,往往会导致其失去或减弱DNA结合活性。大量研究证实,大多数WRKY蛋白主要参与植物从基础免疫到获得性抗性的多种抗病反应之中,通过调控多通路多层次的抗病信号转导途径影响植物对病原物的生理反应,在植物与病毒、细菌、真菌、线虫以及昆虫的相互作用过程中发挥重要作用。植物在干旱、高温、低温和损伤等非生物胁迫应激下会诱导WRKY基因快速表达。

  该研究采用RT-PCR反应从栽培烟草中克隆获得三条全长WRKY家族保守序列,长度分别为677bp、672bp、629bp,定名为NtWRKY10、NtWRKY11、NtWRKY12。生物信息分析表明,三个基因与已经报道的拟南芥WRKY家族基因具有较高同源性,保守结构域属于第二类WRKY转录因子。RT-PCR分析表明,SA、ABA、MeJA等信号分子均能诱导这三个基因的上调或下调表达,表明这三个基因可能在栽培烟草抗逆反应中起作用。

  下一步,该研究将构建重组表达干扰载体并将目标基因转入烟草,筛选烟草重组植株,进行表型分析,进一步研究相关基因的功能。

注:红色、蓝色和黑色分别表示保守度高、低、中。I表示保守域N末端保守片段,II表示C末端锌指结构。

图1 烟草NtWRKY10-12三个基因预测蛋白质序列与其它WRKY转录因子氨基酸序列比较

图2 NtWRKY10-12 三个基因编码的蛋白与其他WRKY家族成员构建的N-J系统进化树

图3 NtWRKY10-12 在ABA(图3A)、SA(图3B)、MeJA(图3)三种外源信号分子诱导表达情况

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