蒺藜苜蓿全基因組中WRKY轉(zhuǎn)錄因子的鑒定與分析

宋輝,南志標(biāo)

蘭州大學(xué)草地農(nóng)業(yè)科技學(xué)院,蘭州 730020

WRKY基因家族是一類只存在于植物的轉(zhuǎn)錄因子,主要參與植物體內(nèi)轉(zhuǎn)錄調(diào)控和許多信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程[1]。WRKY通常含有長(zhǎng)約60個(gè)氨基酸序列的保守區(qū)域,該區(qū)域內(nèi)一般含有保守的WRKYGQK七肽序列和緊隨其后的保守鋅指基序(Zinc finger motif)[2]。正是由于WRKYGQK保守七肽序列的存在,人們習(xí)慣上把含有這段保守序列的轉(zhuǎn)錄因子稱為 WRKY轉(zhuǎn)錄因子或WRKY基因[3]。目前的研究發(fā)現(xiàn),WRKY結(jié)構(gòu)域的C末端主要存在兩種不同類型的保守鋅指基序[4],即C-X4-5-C-X22-23-H-X-H(C2H2)和C-X5-8-CX25-28-H-X1-2-C(C2HC)。根據(jù)WRKY結(jié)構(gòu)域的數(shù)量和兩種不同類型的保守鋅指基序,一般將WRKY基因分為3種類型,即含有2個(gè)WRKY結(jié)構(gòu)域的Ⅰ型基因、含有1個(gè)WRKY結(jié)構(gòu)域和C2H2基序(Motif)的Ⅱ型基因和含有1個(gè)WRKY結(jié)構(gòu)域和C2HC基序的Ⅲ型基因[2]。另外,WRKY轉(zhuǎn)錄因子通常與目標(biāo)基因上游啟動(dòng)子區(qū)域的順式作用元件W-box相結(jié)合起到轉(zhuǎn)錄調(diào)控的作用[2,3,5]。但是,有研究表明[6,7],WRKY轉(zhuǎn)錄因子還與SURE順式作用元件結(jié)合發(fā)揮作用,因此推測(cè)SURE可能是另一類與WRKY轉(zhuǎn)錄因子相結(jié)合的重要順式作用元件。

自 1994年 Ishiguro 和 Nakamura[8]從甘薯(Ipomoea batatasL.) 基因組中分離出WRKY基因的cDNA序列以來(lái),研究者們相繼從擬南芥(Arabidopsis thaliana)[2,9]、馬鈴薯(Solanum tuberosumL.)[10]、亞洲棉(Gossypium arboretumL.)[11]、水稻(Oryza sativaL.)[12]、大麥(Hordeum vulgareL.)[6]、小立碗蘚(Physcomitrella patens)[13]、楊樹(shù)(Populus tremula×Populus alba)[14]、向日葵(Helianthus annuusL.)[15]、黃瓜(Cucumis sativusL.)[16]和二穗短柄草(Brachypodium distachyonL.)[17]等植物基因組中鑒定出WRKY基因。在對(duì)這些WRKY基因進(jìn)行功能驗(yàn)證的過(guò)程中,研究者們發(fā)現(xiàn)WRKY基因廣泛參與各種生理生化反應(yīng),包括生物脅迫和非生物脅迫以及植物的發(fā)育[1,2]。例如,當(dāng)植物受到傷害[18]、紫外線照射[19]、干旱、鹽害、低溫和高溫[20,21]以及病原菌侵染[22]等脅迫時(shí),WRKY基因的表達(dá)量都會(huì)上調(diào)。……