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ERF转录因子调控水通道蛋白的表达

已有 2220 次阅读 2014-4-26 10:57 |个人分类:文献分享|系统分类:论文交流

前几天申请到了科学网的博客资格,想想到底利用这个平台可以做点什么呢?考虑到每周的作业是至少精读一篇相关的科研文献,平时看了也就过去了,还不如放到科学网上和大家分享,同时也可以逼逼自己多写写东西。本人目前大四,即将读研,方向是植物细胞信号转导,对植物逆境胁迫下的激素信号转导、钙信号,植物发育等方面感兴趣,因此阅读的文章也主要关注这些方面。如果有老师或同学对这些方面感兴趣,欢迎多交流学习。鉴于本人知识能力有限,阅读过程难免有纰漏,欢迎大家批评指出。

今天介绍的文献是北京大学瞿礼嘉实验室4月份发表在Molecular Plant上的文章:TRANSLUCENT GREEN, an ERF Family Transcription Factor, Controls Water Balance in Arabidopsis by Activating the Expression of Aquaporin Genes。本文中,作者发现一个ERF转录因子TG(TRANSLUCENT GREEN)通过激活水通道蛋白的表达调控植物水分平衡。

作者从ERF家族Group Ⅰ的过表达拟南芥植株中发现两个株系呈现叶片玻璃化的表型,于是将该基因命名为TGAt1g36060)。TG蛋白定位于细胞核。通过酵母细胞检测TG的转录活性,发现TG是个转录激活子,且其保守的M2基序和N端区域对转录的激活发挥主要作用。EMSA实验证明TG可以结合顺式作用元件DRE和GCC。通过基因芯片发现149个基因可能为TG调控的靶基因,其中包括5个水通道蛋白基因(i.e. AtTIP1;1,AtTIP2;2 ,AtTIP2;3 ,AtPIP2;2,AtPIP2;5 ),过表达TG的拟南芥株系这5个基因都上调表达。构建这几个基因启动子连上报告基因GUS的载体并转化拟南芥,进行GUS染色分析发现,pAtTIP1;1-GUS在根和子叶中均有表达,pAtTIP2;3-GUS,pAtPIP2;2-GUS,pAtPIP2;5-GUS 只在主根中表达,而AtTIP2;2 506bp启动子没有检测表达,作者推测可能是启动子长度不够或该基因不在幼苗中表达。这些基因的启动子区都含有若干个DRE或GCC元件。通过烟草注射发现TG可以激活AtTIP1;1,AtTIP2;3,AtPIP2;2的表达,而启动子区DRE或GCC位点的突变则导致表达的减少,说明TG直接结合水通道蛋白的启动子区域的DRE或GCC元件激活表达。作者进一步发现,过表达AtTIP1;1的拟南芥植株与过表达TG出现了一样叶片玻璃化的表型,暗示过表达TG导致AtTIP1;1表达升高导致出现玻璃化表型,而这种表型可以通过向叶片注水表现出来。

本文揭示了水通道蛋白表达的调控机制,为作物在水分胁迫下水利用的改善提供了新的思路。

文献链接:http://mplant.oxfordjournals.org/content/7/4/601.full.pdf+html




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