SPL调控因子在植物生长调控的研究进展
发布时间：2021-03-03 04:46
SPL （SQUAMOSA promoter-binding protein-like）是植物特有的转录因子,它参与了植物叶、花、果实的发育、发育阶段转变、花青素的合成以及胁迫应答等调控过程。SPL转录因子家族成员均含有高度保守的SBP结构域,可以特异性结合所调控基因启动子的顺式作用元件,还可与其它调控蛋白相互作用,共同调控相关基因的表达。另外,SPL在转录后水平还受miRNA156/miRNA157的负调控。本研究从SPL调控因子在植物形态建成、次生代谢、生理胁迫中的表达调控研究进展方面进行综述。
【文章来源】：分子植物育种. 2020,18(05)北大核心
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
SBP结构域的保守序列
在拟南芥中，光周期途径首先激活GIGANTEA(GI)和CONSTANS(CO)蛋白，进而调控叶片中的FLOWERING LOCUS T(FT)蛋白(Teotia and Tang,2015),FT蛋白可以转运到顶端分生组织(SAM)，与分生组织特异性转录因子FLOWERING LOCUS D(FD)共同激活SUPPRESSOR OF CONSTANS 1(SO-C1)的表达，然后激活花分生组织特异蛋白LEAFY(LFY)，刺激开花(Lee et al.,2010)。在拟南芥的早期营养阶段，光周期可影响SPL3、SPL4、SPL5的表达，这与参与光周期途径的基因(如CO,FT)相关(Schmid et al.,2003;Jung et al.,2012)。在年龄途径中，miR-156、miR172起着重要的作用。如果在拟南芥中过表达miR156则会抑制SPL15，从而延迟开花(Wu et al.,2009;Hyun et al.,2016),miR172位于miR56的下游，SPL9和SPL10会通过直接激活miR172促进植物开花。赤霉素途径主要调控叶(LFY)表达，也与年龄途径、自主途径和春化途径交叉(Teotia and Tang,2015)。在长日照(LD)条件下，拟南芥是否开花对赤霉素不敏感，而在短日照(SD)条件下，拟南芥的开花却对赤霉素敏感(Yu et al.,2012)。自主和春化途径抑制了开花位点C(FLC)的活性。FLC抑制SOC1过表达，从而抑制花序分生组织向花分生组织的转变，抑制开花(Teotia and Tang,2015)(图2)。环境因子可影响miR156的含量，进而调控SPL的表达影响开花。二氧化碳浓度可以调节miR156的表达。在高浓度二氧化碳条件下，miR156的表达会下降，诱导开花起始(May et al.,2013)。此外，温度也是影响开花的因素之一。在低温(16℃)条件下，miR156过表达使拟南芥开花延迟，而SPL的过表达使开花得到促进。这些研究表明，拟南芥的SPL基因及miR156在开花过程中起到了重要作用(Kim et al.,2012;田晶等,2018)。
SPL9可结合到DFR的启动子上，SPL9在DFR位点上直接与顺式调控序列相互作用(Wang et al.,2009)。GTAC序列已经被确认为是SPL的共同序列(Liang et al.,2008)，在DFR的启动子中也有3个GT-AC盒，进一步研究显示，SPL9能够结合到DFR的启动子区域。DFR表达需要一个MYB-bHLH-WD40复合体(Cui et al.,2014),SPL能够抑制DFR的作用从而负调控花青素的积累，最主要是通过与bHLH竞争结合MYB，破环了MYB-bHLH-WD40复合体的形成影响其功能。研究者利用酵母双杂交和共免疫沉淀(CoIP)证明SPL9确实能够与TT8竞争(Gou et al.,2011)，以结合PAP1，进而影响MYB-bHLH-WD40复合体。与PAP1相似，TT2是另一种与bHLH因子结合的MYB蛋白质。TT2-TT8-TTG1形成复合物参与调控原花青素生物合成代谢，激活了花青素还原酶基因BAN(BANYULS)的表达(Baudry et al.,2010)。
【参考文献】：
期刊论文
[1]SPL转录因子调控植物花发育及其分子机制研究进展[J]. 田晶,赵雪媛,谢隆聖,权晋谊,姚连梅,王国东,郑要强,刘雪梅. 南京林业大学学报(自然科学版). 2018(03)
[2]SBP-box/SPL基因在植物表皮毛发育中的作用[J]. 汪斌,林格格,宋海冰,陈壬杰,兰涛. 福建农林大学学报(自然科学版). 2017(02)
[3]植物调控枢纽miR156及其靶基因SPL家族研究进展[J]. 雷凯健,刘浩. 生命的化学. 2016(01)
[4]植物SPL转录因子研究进展[J]. 李明,李长生,赵传志,李爱芹,王兴军. 植物学报. 2013(01)
[5]植物WRKY转录因子家族研究进展[J]. 高国庆,储成才,刘小强,李杨瑞. 植物学通报. 2005(01)
硕士论文
[1]小麦SPL基因的比较分析和功能研究[D]. 王炳南.中国农业科学院 2015
本文编号：3060631
【文章来源】：分子植物育种. 2020,18(05)北大核心
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
SBP结构域的保守序列
在拟南芥中，光周期途径首先激活GIGANTEA(GI)和CONSTANS(CO)蛋白，进而调控叶片中的FLOWERING LOCUS T(FT)蛋白(Teotia and Tang,2015),FT蛋白可以转运到顶端分生组织(SAM)，与分生组织特异性转录因子FLOWERING LOCUS D(FD)共同激活SUPPRESSOR OF CONSTANS 1(SO-C1)的表达，然后激活花分生组织特异蛋白LEAFY(LFY)，刺激开花(Lee et al.,2010)。在拟南芥的早期营养阶段，光周期可影响SPL3、SPL4、SPL5的表达，这与参与光周期途径的基因(如CO,FT)相关(Schmid et al.,2003;Jung et al.,2012)。在年龄途径中，miR-156、miR172起着重要的作用。如果在拟南芥中过表达miR156则会抑制SPL15，从而延迟开花(Wu et al.,2009;Hyun et al.,2016),miR172位于miR56的下游，SPL9和SPL10会通过直接激活miR172促进植物开花。赤霉素途径主要调控叶(LFY)表达，也与年龄途径、自主途径和春化途径交叉(Teotia and Tang,2015)。在长日照(LD)条件下，拟南芥是否开花对赤霉素不敏感，而在短日照(SD)条件下，拟南芥的开花却对赤霉素敏感(Yu et al.,2012)。自主和春化途径抑制了开花位点C(FLC)的活性。FLC抑制SOC1过表达，从而抑制花序分生组织向花分生组织的转变，抑制开花(Teotia and Tang,2015)(图2)。环境因子可影响miR156的含量，进而调控SPL的表达影响开花。二氧化碳浓度可以调节miR156的表达。在高浓度二氧化碳条件下，miR156的表达会下降，诱导开花起始(May et al.,2013)。此外，温度也是影响开花的因素之一。在低温(16℃)条件下，miR156过表达使拟南芥开花延迟，而SPL的过表达使开花得到促进。这些研究表明，拟南芥的SPL基因及miR156在开花过程中起到了重要作用(Kim et al.,2012;田晶等,2018)。
SPL9可结合到DFR的启动子上，SPL9在DFR位点上直接与顺式调控序列相互作用(Wang et al.,2009)。GTAC序列已经被确认为是SPL的共同序列(Liang et al.,2008)，在DFR的启动子中也有3个GT-AC盒，进一步研究显示，SPL9能够结合到DFR的启动子区域。DFR表达需要一个MYB-bHLH-WD40复合体(Cui et al.,2014),SPL能够抑制DFR的作用从而负调控花青素的积累，最主要是通过与bHLH竞争结合MYB，破环了MYB-bHLH-WD40复合体的形成影响其功能。研究者利用酵母双杂交和共免疫沉淀(CoIP)证明SPL9确实能够与TT8竞争(Gou et al.,2011)，以结合PAP1，进而影响MYB-bHLH-WD40复合体。与PAP1相似，TT2是另一种与bHLH因子结合的MYB蛋白质。TT2-TT8-TTG1形成复合物参与调控原花青素生物合成代谢，激活了花青素还原酶基因BAN(BANYULS)的表达(Baudry et al.,2010)。
【参考文献】：
期刊论文
[1]SPL转录因子调控植物花发育及其分子机制研究进展[J]. 田晶,赵雪媛,谢隆聖,权晋谊,姚连梅,王国东,郑要强,刘雪梅. 南京林业大学学报(自然科学版). 2018(03)
[2]SBP-box/SPL基因在植物表皮毛发育中的作用[J]. 汪斌,林格格,宋海冰,陈壬杰,兰涛. 福建农林大学学报(自然科学版). 2017(02)
[3]植物调控枢纽miR156及其靶基因SPL家族研究进展[J]. 雷凯健,刘浩. 生命的化学. 2016(01)
[4]植物SPL转录因子研究进展[J]. 李明,李长生,赵传志,李爱芹,王兴军. 植物学报. 2013(01)
[5]植物WRKY转录因子家族研究进展[J]. 高国庆,储成才,刘小强,李杨瑞. 植物学通报. 2005(01)
硕士论文
[1]小麦SPL基因的比较分析和功能研究[D]. 王炳南.中国农业科学院 2015
本文编号：3060631
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/swxlw/3060631.html
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