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番茄BZR基因家族鉴定及非生物胁迫下表达模式分析

2021-12-30沈春洋莫福磊李鑫茂豆志滔王傲雪

东北农业大学学报 2021年11期

陈 旭,沈春洋,莫福磊,吕 瑞,李鑫茂,豆志滔,王傲雪*

(1.东北农业大学园艺园林学院,哈尔滨 150030;2.东北农业大学生命科学学院,哈尔滨 150030)

番茄是世界主要经济作物之一,原产自南美洲且在我国广泛种植。近年来,低温、干旱、极端高温等非生物胁迫是制约番茄产量的重要因素,通过分子手段发掘番茄抗逆优质基因是解决这一难题的可行办法[1]。油菜素内酯(Brassinosteroid,BR)是新型植物内源激素,且是第一个被分离出具有活性的油菜素甾族化合物,可将植物体内存在的抗逆潜能充分激发,使其通过内部调节减缓植物遭遇各种不利外界环境时受到的伤害[2-3]。BZR(Brassinazole resistant)是一个转录因子家族,作用于BR信号通路下游,主要通过调控一些响应BR的相关基因表达调节植物生长发育并参与植物逆境应答反应[4]。Yin等在拟南芥中首次发现并鉴定得到BZR基因家族[5]。有报道称BZR1蛋白在其N末端存在一个非典型螺旋-环-螺旋(Basic helix-loop-helix,bHLH)DNA结合基序(即BZR结构域),可结合E-box结构(CANNTG)或BRRE元件,诱导或者抑制靶基因表达[6-7]。研究发现,BES1(BRI1-EMS-suppressor 1)也是一种转录因子,且和BZR1被划分为同一个家族;二者DNA结合结构域相似性较高,因此BES1在植物BR信号通路中也同样发挥关键作用,该基因主要调控植物生长发育及一系列胁迫反应[8]。

拟南芥中响应干旱胁迫的转录因子RD26是BES1蛋白靶基因。当RD26过表达时抑制BR信号调节生长,在拟南芥中,转录因子RD26与BES1存在相互作用,RD26过表达时抑制BES1在BR调节中的活性,负调控植物响应干旱胁迫[9]。Saha等在白菜中发现15个BZR基因,对白菜冷处理后发现,BrBEH4在冷敏感白菜品种和耐冷白菜品种中表达模式不同,且证实BrBZR可能是调节CBF冷应答途径的一种转录激活因子,提高白菜耐冷性[10]。……

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