DREB轉(zhuǎn)錄因子研究進(jìn)展及其在甘蔗抗逆育種中的應(yīng)用

（云南農(nóng)業(yè)大學(xué)甘蔗研究所，昆明 650201）

0 引言

植物在生長(zhǎng)發(fā)育過程中往往會(huì)受到周圍環(huán)境中的一些生物和非生因素的影響。而在長(zhǎng)期的生物進(jìn)化過程中，植物早已經(jīng)形成了抵御逆境脅迫的應(yīng)答機(jī)制，以適應(yīng)多變的環(huán)境條件。相關(guān)的研究表明：植物的這些逆境脅迫調(diào)控機(jī)制分別是在基因轉(zhuǎn)錄水平和蛋白翻譯、加工水平上進(jìn)行調(diào)控的[1]。在這些調(diào)控機(jī)制中，轉(zhuǎn)錄因子起到主導(dǎo)性的作用。轉(zhuǎn)錄因子位于植物信號(hào)傳導(dǎo)通路中的倒數(shù)第二步，在逆境脅迫下轉(zhuǎn)錄因子能激活或抑制防御基因的表達(dá)，以及調(diào)節(jié)不同信號(hào)通路之間的相互作用[2]。

有關(guān)轉(zhuǎn)錄因子的研究在擬南芥中較為廣泛，Riechmann 等在擬南芥中鑒定出1 500 個(gè)轉(zhuǎn)錄因子，包括NAC、b-ZIP、Myb/c、WRKY和AP2/ERF家族，其中研究較為完善的是AP2/ERF家族[3]。DREB(Dehy-dration responsive element-binding protein)轉(zhuǎn)錄因子，即脫水應(yīng)答元件結(jié)合蛋白，屬于AP2/ERF家族基因，在植物對(duì)逆境脅迫的應(yīng)答調(diào)控中扮演著重要的角色[4]。相關(guān)研究表明：植物受到逆境脅迫的誘導(dǎo)后，會(huì)促使DREB基因表達(dá)產(chǎn)生DREB 蛋白（反式作用因子），接著DREB 反式作用因子進(jìn)一步作用于下游靶基因啟動(dòng)子的CRT/DRE順式作用元件（核心序列為A/GCCGAC）上，從而調(diào)控靶基因的表達(dá)對(duì)逆境脅迫做出應(yīng)答[2,5-6]。

對(duì)于DREB基因家族的研究，Shinozaki-Yamaguchi 等1994 年首次在擬南芥中發(fā)現(xiàn)rd29A 啟動(dòng)子上的DRE順式作用元件[7]，接著Liu等在擬南芥中鑒定得到DREB1和DREB2兩個(gè)基因，且分別受低溫和干旱脅迫誘導(dǎo)[8]。目前，對(duì)于DREB基因的研究在擬南芥（Arabidopsis thaliana）[9]、水稻（Oryza sativaL.）[10]、小麥（Triticum aestivumL.）[11]等植物中較為廣泛。

DREB基因作為植物特有的一類轉(zhuǎn)錄因子，在植物的生長(zhǎng)發(fā)育過程中參與了多種調(diào)控功能，包括生物脅迫調(diào)控、非生物脅迫調(diào)控、生物合成調(diào)控和果實(shí)成熟調(diào)控等[12-13]。……