ABI5亚家族转录激活活性的研究
发布时间：2022-02-09 00:25
植物激素脱落酸ABA（abscisic acid）广泛的存在于水生植物如藻类以及众多陆生植物当中,可以调控植物的生长与发育以及应答病菌、低温、干旱和盐碱等的多种生物胁迫反应和非生物胁迫反应。而ABI5亚家族是一类碱性亮氨酸拉链类型（Basic leucine zipper,bZIP）转录因子,参与了植物种子在胚胎发育晚期时的基因表达与调控以及ABA信号的转导。本实验室早期的研究结果表明在ABI5当中存在有两个能够激活报告基因的区域,其中一个是在于羧基端的非保守区域,而另一个则是具有保守性的保守区II（CRII保守区域）。一般可以采用酵母单杂交或者是酵母双杂交的方法来研究转录因子的转录激活活性,那么对于ABI5亚家族成员中的保守区域II是否在植物的细胞当中也存在有转录激活活性呢?而且SnRK2.6激酶是否可以激活ABI5的转录激活活性,从而和ABI5在酵母细胞里发生相互作用呢?为了回答这些问题,本研究论文对于ABI5亚家族成员在酵母细胞当中以及植物细胞当中的转录激活活性进行了深入的研究。本论文的主要研究结果如下所示:（1）利用酵母单杂交系统在酿酒酵母（Saccharomyces cere...
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
ABA信号通路激活过程
ABI5亚家族转录激活活性的研究4Sato等人发现SRK2E/OST1/SnRK2.6还会通过磷酸化KAT1中第306位点上的苏氨酸残基来抑制其活性,从而阻止胞外的K+进入保卫细胞内[42]。然而SRK2E/OST1/SnRK2.6将S型阴离子通道SLAC1和内向K+通道KAT1的两种通道蛋白磷酸化后就会致使保卫细胞内的K+离子浓度逐渐下降,从而使细胞的膨胀程度不断降低,这样就会导致气孔逐渐的关闭[43]。Geiger等人研究表明，S型阴离子通道SLAC1和内向K+通道KAT1也会被钙依赖型蛋白激酶(CDPK)所磷酸化[44]，所以他们猜测在ABA信号通路调节植物细胞气孔运动的同时，也可能会有Ca2+信号调节途径的参与。1.2ABI5的研究进展有研究者表明ABI1、ABI2、ABI3、ABI4、ABI5（Abscisicacidinsensitive5）均是和ABA相关的响应元件，然而其中的ABI5是拟南芥碱性亮氨酸拉链类型（Basicleucinezipper,bZIP）转录因子中的一个亚家族成员[45]。ABI5包含有C1-C4的四个保守的结构域，以及一个bZIP的结构域,如图1.2所示[46]，在C1-C4的结构域当中，包含有和磷酸化有相关关系的丝氨酸残基，分别是位点S42、S145以及S439，并且位点T201的苏氨酸残基也和磷酸化有关，然而在bZIP的结构域当中位点K344和K391含有与泛素化以及苏素化有关的赖氨酸残基[47]。图1.2ABI5保守结构域的示意图Figure1.2SchematicdiagramofABI5conservativedomain.Chen和Yu等人在模式植物拟南芥当中研究表明，转录中介体复合物（Mediator25,MED25）在生长发育调控和信号传导当中发挥着极其重要的作用，它们均可以与ABI5的启动子区域相互结合，并且转录中介体复合物MED25可以负调控ABI5的表达，然而MADS-box转录因子AGL21却可以正调控ABI5
硕士学位论文7图1.3bZIP转录因子的基本结构域组成Figure1.3BasicdomaincompositionofbZIPtranscriptionfactor就目前的研究表明，bZIP转录因子参与到了多种生物学的信号通路过程当中，比如说器官与组织的分化[80]、激素与糖信号的传导途径[81]、非折叠蛋白的响应[82]、非生物逆境胁迫的响应过程等等[83]。Luiz等人在功能上把bZIP转录因子家族划分成了最主要的四个原始的bZIP转录因子亚家族，如图1.4所示，并且不同的亚家族会对应发挥不同的功能，比如说参与光信号转导过程、种子发育过程、调控维管发育过程、非生物逆境胁迫过程、病菌防御过程等等[84-86]。图1.4被子植物中bZIP转录因子的进化[84]Figure1.4EvolutionofbZIPtranscriptionfactorsinangiosperms
【参考文献】：
期刊论文
[1]Plant abiotic stress response and nutrient use efficiency[J]. Zhizhong Gong,Liming Xiong,Huazhong Shi,Shuhua Yang,Luis R.Herrera-Estrella,Guohua Xu,Dai-Yin Chao,Jingrui Li,Peng-Yun Wang,Feng Qin,Jigang Li,Yanglin Ding,Yiting Shi,Yu Wang,Yongqing Yang,Yan Guo,Jian-Kang Zhu. Science China（Life Sciences）. 2020(05)
[2]植物ABI5转录因子的研究进展[J]. 李鲁华,王忠妮,王文新,王怀玉,任明见,徐如宏. 山东农业大学学报(自然科学版). 2019(04)
[3]ABA受体结构及功能与ABA信号通路研究进展[J]. 刘海洋,陈玉珍. 中国农学通报. 2019(21)
[4]植物bZIP转录因子家族的研究进展[J]. 王金英,丁峰,潘介春,张树伟,杨亚涵,黄幸,范志毅,李琳,王颖. 热带农业科学. 2019(06)
[5]酵母双杂交筛选与小鼠维生素D受体互作的蛋白[J]. 张涛,白皓,王令,路宏朝,杜伟立,刘欢,杨理凯. 西北农业学报. 2018(09)
[6]脱落酸调控种子萌发和休眠的研究进展[J]. 操春燕,陈熙,吴燕. 生命科学. 2017(06)
[7]水曲柳FmABI5基因非生物胁迫及信号诱导的表达模式分析[J]. 孙爽,赵兴堂,梁楠松,刘颖,于磊,刘春浩,覃俊祺,詹亚光. 植物研究. 2017(03)
[8]转录因子研究方法进展[J]. 刘相莲,乔芳,黄德玉,袁宗辉,王旭. 生理科学进展. 2017(01)
[9]植物非生物胁迫相关转录因子研究方法[J]. 宿明星,孙颖颢,施鹤,李秋莉. 生物技术通报. 2015(01)
[10]DREBs、bZIP转录因子与植物抗旱性研究进展[J]. 刘莉. 浙江农业科学. 2013(01)
博士论文
[1]茶树bZIP家族基因的非生物胁迫响应及C亚家族CsbZIP6和CsbZIP4的功能初步分析[D]. 曹红利.中国农业科学院 2016
硕士论文
[1]慈竹bZIP和NRT基因克隆及功能初步研究[D]. 龚道勇.西南科技大学 2018
[2]苹果bZIP转录因子MdbZIP48的克隆与基因功能分析[D]. 王德军.西北农林科技大学 2018
[3]蓖麻bZIP家族鉴定及与油脂基因互作分析[D]. 靳正伟.中国科学技术大学 2014
[4]4个bZIP转录因子在稻瘟病菌生长发育及致病过程中的功能研究[D]. 朱倩.南京农业大学 2014
本文编号：3616038
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
ABA信号通路激活过程
ABI5亚家族转录激活活性的研究4Sato等人发现SRK2E/OST1/SnRK2.6还会通过磷酸化KAT1中第306位点上的苏氨酸残基来抑制其活性,从而阻止胞外的K+进入保卫细胞内[42]。然而SRK2E/OST1/SnRK2.6将S型阴离子通道SLAC1和内向K+通道KAT1的两种通道蛋白磷酸化后就会致使保卫细胞内的K+离子浓度逐渐下降,从而使细胞的膨胀程度不断降低,这样就会导致气孔逐渐的关闭[43]。Geiger等人研究表明，S型阴离子通道SLAC1和内向K+通道KAT1也会被钙依赖型蛋白激酶(CDPK)所磷酸化[44]，所以他们猜测在ABA信号通路调节植物细胞气孔运动的同时，也可能会有Ca2+信号调节途径的参与。1.2ABI5的研究进展有研究者表明ABI1、ABI2、ABI3、ABI4、ABI5（Abscisicacidinsensitive5）均是和ABA相关的响应元件，然而其中的ABI5是拟南芥碱性亮氨酸拉链类型（Basicleucinezipper,bZIP）转录因子中的一个亚家族成员[45]。ABI5包含有C1-C4的四个保守的结构域，以及一个bZIP的结构域,如图1.2所示[46]，在C1-C4的结构域当中，包含有和磷酸化有相关关系的丝氨酸残基，分别是位点S42、S145以及S439，并且位点T201的苏氨酸残基也和磷酸化有关，然而在bZIP的结构域当中位点K344和K391含有与泛素化以及苏素化有关的赖氨酸残基[47]。图1.2ABI5保守结构域的示意图Figure1.2SchematicdiagramofABI5conservativedomain.Chen和Yu等人在模式植物拟南芥当中研究表明，转录中介体复合物（Mediator25,MED25）在生长发育调控和信号传导当中发挥着极其重要的作用，它们均可以与ABI5的启动子区域相互结合，并且转录中介体复合物MED25可以负调控ABI5的表达，然而MADS-box转录因子AGL21却可以正调控ABI5
硕士学位论文7图1.3bZIP转录因子的基本结构域组成Figure1.3BasicdomaincompositionofbZIPtranscriptionfactor就目前的研究表明，bZIP转录因子参与到了多种生物学的信号通路过程当中，比如说器官与组织的分化[80]、激素与糖信号的传导途径[81]、非折叠蛋白的响应[82]、非生物逆境胁迫的响应过程等等[83]。Luiz等人在功能上把bZIP转录因子家族划分成了最主要的四个原始的bZIP转录因子亚家族，如图1.4所示，并且不同的亚家族会对应发挥不同的功能，比如说参与光信号转导过程、种子发育过程、调控维管发育过程、非生物逆境胁迫过程、病菌防御过程等等[84-86]。图1.4被子植物中bZIP转录因子的进化[84]Figure1.4EvolutionofbZIPtranscriptionfactorsinangiosperms
【参考文献】：
期刊论文
[1]Plant abiotic stress response and nutrient use efficiency[J]. Zhizhong Gong,Liming Xiong,Huazhong Shi,Shuhua Yang,Luis R.Herrera-Estrella,Guohua Xu,Dai-Yin Chao,Jingrui Li,Peng-Yun Wang,Feng Qin,Jigang Li,Yanglin Ding,Yiting Shi,Yu Wang,Yongqing Yang,Yan Guo,Jian-Kang Zhu. Science China（Life Sciences）. 2020(05)
[2]植物ABI5转录因子的研究进展[J]. 李鲁华,王忠妮,王文新,王怀玉,任明见,徐如宏. 山东农业大学学报(自然科学版). 2019(04)
[3]ABA受体结构及功能与ABA信号通路研究进展[J]. 刘海洋,陈玉珍. 中国农学通报. 2019(21)
[4]植物bZIP转录因子家族的研究进展[J]. 王金英,丁峰,潘介春,张树伟,杨亚涵,黄幸,范志毅,李琳,王颖. 热带农业科学. 2019(06)
[5]酵母双杂交筛选与小鼠维生素D受体互作的蛋白[J]. 张涛,白皓,王令,路宏朝,杜伟立,刘欢,杨理凯. 西北农业学报. 2018(09)
[6]脱落酸调控种子萌发和休眠的研究进展[J]. 操春燕,陈熙,吴燕. 生命科学. 2017(06)
[7]水曲柳FmABI5基因非生物胁迫及信号诱导的表达模式分析[J]. 孙爽,赵兴堂,梁楠松,刘颖,于磊,刘春浩,覃俊祺,詹亚光. 植物研究. 2017(03)
[8]转录因子研究方法进展[J]. 刘相莲,乔芳,黄德玉,袁宗辉,王旭. 生理科学进展. 2017(01)
[9]植物非生物胁迫相关转录因子研究方法[J]. 宿明星,孙颖颢,施鹤,李秋莉. 生物技术通报. 2015(01)
[10]DREBs、bZIP转录因子与植物抗旱性研究进展[J]. 刘莉. 浙江农业科学. 2013(01)
博士论文
[1]茶树bZIP家族基因的非生物胁迫响应及C亚家族CsbZIP6和CsbZIP4的功能初步分析[D]. 曹红利.中国农业科学院 2016
硕士论文
[1]慈竹bZIP和NRT基因克隆及功能初步研究[D]. 龚道勇.西南科技大学 2018
[2]苹果bZIP转录因子MdbZIP48的克隆与基因功能分析[D]. 王德军.西北农林科技大学 2018
[3]蓖麻bZIP家族鉴定及与油脂基因互作分析[D]. 靳正伟.中国科学技术大学 2014
[4]4个bZIP转录因子在稻瘟病菌生长发育及致病过程中的功能研究[D]. 朱倩.南京农业大学 2014
本文编号：3616038
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