DRE结合蛋白在干旱和寒冷胁迫中的重要作用

采用酵母杂交筛选技术,分离出两个编码DRE结合蛋白的cDNA克隆DREB1A和DREB2A推导出的氨基酸序列

酵母一号杂交

图20.2。初始脱水胁迫信号与基因表达之间的信号转导途径。至少有4条信号转导通路:2条ABA依赖通路(I和II), 2条ABA不依赖通路(III和IV)。其中一条ABA依赖通路(I)需要蛋白质合成。ABRE参与其中一条ABA依赖通路(II)。在其中一条ABA不依赖通路中,DRE不仅参与基因调控干旱另一个不依赖aba的途径受干旱和盐的控制,但不受寒冷的控制(III)。

图20.2。初始脱水胁迫信号与基因表达之间的信号转导途径。至少有4条信号转导通路:2条ABA依赖通路(I和II), 2条ABA不依赖通路(III和IV)。其中一条ABA依赖通路(I)需要蛋白质合成。ABRE参与其中一条ABA依赖通路(II)。在其中一条ABA不依赖通路中,DRE不仅参与基因调控干旱另一个不依赖aba的途径受干旱和盐的控制,但不受寒冷的控制(III)。

DREB1A和DREB2A的基因序列与EREBP和APETALA2蛋白中分别在乙烯响应表达和花形态发生中发现的保守DNA结合域具有显著的序列相似性。15,16每个DREB蛋白在其n端包含一个基本区域,可能作为核定位信号,在c端包含一个酸性区域,可能作为转录的激活域。这些数据表明,每个DREB cDNA编码一个DNA结合蛋白,该蛋白可能在植物中起转录激活剂的作用。

用凝胶阻滞法检测了在大肠杆菌中表达的DREB1A和DREB2A蛋白与野生型或突变型DRE序列结合的能力结果表明,这两个蛋白与DRE序列的结合是高度特异性的。为了确定DREB1A和DREB2A蛋白是否能够在植物细胞中反式激活drer依赖的转录,我们使用从拟南芥叶片制备的原生质体进行了转激活实验。原生质体中DREB1A或DREB2A蛋白的共表达可激活GUS报告基因的表达。这些结果表明,DREB1A和DREB2A蛋白分别作为转录激活因子参与rd29A基因的冷和脱水反应表达(图20.3)

我们分离出编码两个DREB1A同源体的cDNA克隆(命名为DREB1B和DREB1C)。DREB1B克隆与CBF1.17相同,我们还分离出编码DREB2A同源物的cDNA克隆,并将其命名

DREB2B。DREB1A基因及其两个同源物通过低温胁迫诱导表达,而DREB2A基因及其单个同源物通过脱水诱导表达。这些结果表明,在低温和脱水条件下,两个独立的DREB蛋白家族DREB1和DREB2分别作为反式作用因子,在两条独立的信号转导通路中发挥作用(图20.3)

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