烟草bZIP基因家族的鉴定及其在不同成熟度烟叶中的表达分析
2021-06-05杨佳翰张炳辉顾钢杨玄松秦明月谢小芳
杨佳翰,张炳辉,顾钢,杨玄松,秦明月,谢小芳*
1 福建农林大学生命科学学院,福州 350002;
2 福建省烟草专卖局烟草科学研究所,福州 350003;
3 福建省作物设计育种重点实验室,福州 350003
转录因子是一类重要的调控蛋白,它能与特定DNA序列(顺式作用元件)结合,从而激活或抑制特定基因的转录表达[1]。碱性亮氨酸拉链转录因子(Basic region/leucine zipper,bZIP)是真核生物中广泛存在的一个重要基因家族[2]。bZIP转录因子具有一个长度约为60~80个氨基酸的保守bZIP结构域,该结构域由碱性区和亮氨酸拉链区组成[3],其中,碱性区高度保守,长约16个氨基酸,包含一个核定位信号和一个识别并结合启动子特定核酸序列的保守N-X7-R/K基序;亮氨酸拉链区的保守性较低,靠近碱基区的C端,它由多个七肽重复序列组成,每七个氨基酸的第七位含有一个亮氨酸,亮氨酸具有被其他疏水性氨基酸所取代的特性,如异亮氨酸、缬氨酸、蛋氨酸等。该区域通过两个bZIP转录因子之间的疏水力缠结形成同源或异源二聚体疏水性氨基酸,参与bZIP蛋白与DNA结合前的二聚反应。
迄今为止,已有许多真核生物的bZIP基因家族成员在全基因组范围内被成功鉴定。例如:拟南芥(75个)[4],水稻(89个)[3],玉米(125个)[5],蓖麻豆(100个)[6],苹果(114个)[7],甘薯(41个)[8],番茄(69个)[9]和大豆(131个)[10]等植物。已有研究表明:bZIP转录因子参与种子萌发过程、幼苗的产生和形成、花芽分化和花器诱导等[11-13]。与此同时,bZIP转录因子广泛参与了盐胁迫,干旱胁迫,冷胁迫等非生物胁迫响应和生物胁迫防御等生物学过程。例如,拟南芥AtbZIP17对盐胁迫响应明显,可以直接或间接地激活盐胁迫应答基因的表达,对提高植物的耐盐性具有重要作用[14];……
