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植物转录因子HD-Zip基因家族参与逆境胁迫的研究进展

2021-02-14唐翠明戴凡炜王振江冀宪领吴福安罗国庆

南方农业 2021年35期
关键词:植物

罗 少,唐翠明,戴凡炜,王振江,冀宪领,吴福安,罗国庆*

(1.广东省农业科学院蚕业与农产品加工研究所,广东广州 510610;2.山东农业大学林学院,山东泰安 271018;3.江苏科技大学生物技术学院/中国农业科学院蚕业研究所,江苏镇江 212018)

植物为适应生长过程中不同类型的生物胁迫和非生物胁迫产生系列的分子响应机制,转录因子的调控在胁迫响应中起重要作用。HD-Zip 转录因子是植物所特有的,在植物抵御环境胁迫中扮演重要角色。汇总HD-Zip 转录因子参与植物抗旱、抗盐、抗低温等植物逆境胁迫的研究进展。

1 转录因子HD-Zip的结构

HD-Zip 转录因子包含高度保守的同源异型结构域(Homeodomain,HD)和亮氨酸拉链结构域(Leucine zipper,LZ)[1],如图1 所示。HD 结构域包含3 个α 螺旋结构,决定了DNA 识别特异性的差异[2]。LZ 结构域是由多个亮氨酸残基特异多肽链形成的稳定的拉链状疏水结构域。HD-Zip 蛋白质以二聚体形式与DNA 结合,LZ 结构域起二聚化作用,对有效识别DNA 至关重要,LZ 缺失,会导致蛋白质丧失结合能力。HD-Zip 转录因子存在于植物的各个组织中,参与植物各阶段的生长发育和环境胁迫的响应。

图1 转录因子HD-Zip 结构特征示意图

2 转录因子HD-Zip的分类

根据DNA 结合特异性、基序类型和生理功能等一系列特征,HD-Zip 蛋白可被分为HD-Zip Ⅰ、HDZip Ⅱ、HD-Zip Ⅲ和HD-Zip Ⅳ4 个亚类。HD-Zip亚家族基因广泛存在于多种植物中,在拟南芥、苜蓿、番茄及烟草等植物中研究较多[3]。

HD-Zip Ⅰ亚家族主要参与植物对环境胁迫的响应及衰老发育过程的调控,拟南芥中含有17 个HDZip Ⅰ成员[4]。HD-Zip Ⅰ亚家族基因具有与其系统发育关系一致的内含子/外显子分布,编码的蛋白质约为35 kDa,表现出高度保守的HD 和保守性较低的LZ。……

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