【正文】 據(jù)觀察，在RD26基因過度表達的轉(zhuǎn)基因植物和具有RD26阻遏基因的植物中脫落酸和脅迫誘導基因被上調(diào)。這些AREB/ABF蛋白質(zhì)需要一個脫落酸介導信號的激活。最近，一個DREB2的活化狀態(tài)被證明在轉(zhuǎn)基因植物擬南芥中轉(zhuǎn)移了目的脅迫誘導基因并提高了擬南芥的耐旱性。SRK2E參與氣孔關(guān)閉，但不參與種子萌發(fā)。另外，最近的代謝組分析顯示糖和棉子糖在干旱脅迫下顯著積累。第一組包括蛋白質(zhì)，它最可能在非生物脅迫耐受性方面起作用。這一結(jié)果的差異主要是由于在這兩個系統(tǒng)中有不同的基因排列順序，以及植物生長和脅迫處理條件的不同。值得注意的是，通過基因轉(zhuǎn)移引進了許多脅迫誘導基因，這些基因改善了植物的抗逆性。也描述了在轉(zhuǎn)基因擬南芥植物中，與脅迫耐受性有關(guān)的基因是如何在脫水脅迫耐受性的基因工程中起作用的。主要是在擬南芥中，這些基因在脅迫耐受性方面的具體功能還有待探討，1在擬南芥和水稻中使用基因芯片轉(zhuǎn)錄分析干旱誘導基因基因或寡核苷酸基因芯片技術(shù)是一個功能強大的工具，它可以用來分析植物非生物脅迫如干旱、高鹽度、寒冷或脫落酸處理誘導的基因表達圖譜。這些數(shù)據(jù)表明在干旱和高鹽脅迫信號與在干旱和脫落酸誘導途徑之間存在一個基本的共同管理系統(tǒng)或非常重要的相互作用。這些結(jié)果證實了水稻和擬南芥共享共同的脅迫誘導基因，盡管這兩種植物在一百萬年之前就已經(jīng)單獨進化了。最近，基因參與脫落酸的合成與分解是在遺傳和基因組學分析的基礎(chǔ)上被確定的。這個CBF/DREB1基因可以被冷刺激迅速和瞬時誘導，它的產(chǎn)物激活目的脅迫誘導基因的表達。該ERD1基因不僅被脫水脅迫誘導而且也可在自然衰老和黑暗誘導的衰老中被上調(diào)?；蛐酒治鲲@示MYC/ MYB靶基因在轉(zhuǎn)基因植物中過度表達，例如乙醇脫氫酶和脫落酸或茉莉酸誘導基因。在擬南芥中引進與脅迫有關(guān)的基因證明對提高轉(zhuǎn)基因作物和樹木的干旱耐受性是有價值，這些基因也可以在比較基因組學的方法中作為發(fā)現(xiàn)其他脅迫相關(guān)基因的主要工具。一個MYC基因轉(zhuǎn)錄因子：AtMYC2（RD22BP1）和一個MYB轉(zhuǎn)錄因子：AtMYB2被綁定在RD22啟動子和激活復合體中的順式結(jié)構(gòu)元件上。幾種干旱誘導基因?qū)浜兔撀渌崽幚頉]有任何響應，表明存在另一個脫落酸非依賴型途徑調(diào)節(jié)脫水應激反應。轉(zhuǎn)錄因子屬于ERF/AP2家族它們結(jié)合這些被分離的DRE/CRP元素被稱為CBF/DREB1和DREB2。它們通過調(diào)節(jié)許多與脅迫有關(guān)的基因的表達來提高轉(zhuǎn)基因植物的脅迫耐受性。在擬南芥和水稻中通過對脅迫誘導基因的比較分析，顯示出兩者在應激反應和基因組的分子水平上有相當程度的相似性。40% 的干旱或高鹽誘導基因也可被冷刺激誘導。這個簡短的文章總結(jié)了最近的成果：在擬南芥和水稻中通過應用基因芯片對干旱誘導基因表達的轉(zhuǎn)錄組進行分析，包括干旱誘導基因在應激反應和耐受性方面的潛在功能的信息。植物的脅迫誘導基因都是在產(chǎn)生應激反應和建立脅迫耐性時表達的?，F(xiàn)在，分析這些基因的功能是至關(guān)重要的，這有助于我們進一步認識植物脅迫響應和耐受性的分子機制，最終通過基因操作來增強作物的應激性。水稻響應高鹽脅迫的基因表達是首先利用基因芯片技術(shù)分析的。另一組是由監(jiān)管蛋白質(zhì)，即參與進一步調(diào)控信號轉(zhuǎn)導和應激反應基因的表達的蛋白質(zhì)因子組成。其他研究表明，一些胚胎發(fā)育后期豐富蛋白基因的過度表達可以增強植物的耐脫水性，雖然確切的機制仍然是未知的。SRK2C基因在根尖強烈的表達，并參與根對干旱脅迫的響應。CBF/DREB1和DREB2，10OsDREB1s和四OsDREB2s的水稻同源物已在水稻基因組序列分析的基礎(chǔ)上被分別確定。這種現(xiàn)象很可能是由于脫落酸依賴型的AREB/ABF蛋白質(zhì)的磷酸化造成的。這表明在干旱和受傷的應激反應中，RD26在調(diào)解脫落酸信號和茉莉信號的竄擾中起到了重要的作用。一個RD26基因過度表達的轉(zhuǎn)基因植物對脫落酸很敏感。兩個ABRE構(gòu)成的復合體也是重要的順式作用元件，它控制擬南芥RD29B基因在應答脫落酸時的表達。這個DREB2基因被脫水脅迫誘導并且可能激活其他基因參與提高干旱脅迫的耐受性。SnRK 2是與SNF1有關(guān)的SnRK 2家族中的一員，其中在擬南芥和水稻包含10個成員。以前的分析表明，GolS基因是被干旱、寒冷和脫落酸誘導的。這22000個安捷倫寡核苷酸序列現(xiàn)在被用于水稻轉(zhuǎn)錄分析評價非生物脅迫的反應。使用Affimetrix基因芯片確定了數(shù)以千計的脅迫誘導基因，包含了8000個獨立的擬南芥寡核苷酸基因。這些刺激誘導或抑制各種各樣的具有不同功能的基因的表達。這些反應包括氣孔關(guān)閉，抑制細胞生長，光合作用和激活呼吸。在擬南芥中一個全長7000的基因芯片被用來確定299個干旱誘導基因，54個寒冷誘導基因，213個高鹽度誘導基因和245 個脫落酸誘導基因。在水稻中這些結(jié)果是與在擬南芥中觀察到的基因響應干旱和高鹽度的重疊表達相符合的。這些特定的基因編碼的關(guān)鍵酶調(diào)節(jié)生物合成兼容溶質(zhì)，如氨基酸（如脯氨酸）、其他胺（如甜菜堿和胺）和各種糖和糖醇（如甘露醇，海藻糖，糖，和棉子糖）。最近，一個細胞色素P450 CYP707A家族成員被確定為脫落酸8 ‘ 羥化酶，一種在種子吸脹和脫水脅迫時降解脫落酸的酶。許多CBF/DREB1目的基因已被確定使用為基因和基因芯片。ERD1啟動子的分析進一步確定了兩個不同的新的順式作用元件參與脫水脅迫誘導和在黑暗中誘導衰老。最近，一個干旱誘導RD26基因編碼了一個被鑒定為NAC的轉(zhuǎn)錄因子。轉(zhuǎn)基因植物產(chǎn)生反義表達或RNA結(jié)構(gòu)，以及T DNA 或轉(zhuǎn)座子標記突變體，這些可以用來分析一些功能缺陷型植物的應激反應基因的功能。這些數(shù)據(jù)表明，這種轉(zhuǎn)錄因子的活化形式呈現(xiàn)點突變可能有助于增強轉(zhuǎn)基因植物的耐旱性。最近，OsDREB1或擬南芥的DREB1基因的過度表達也可以提高水稻耐干旱和低溫的能力。4基因表達調(diào)控：脫落酸非依賴型途徑影響干旱應激反應啟動一個干旱、高鹽和寒冷誘導基因，如RD29A /COR78 / LTI78，需要兩個主要的順式作用元件，即脫落酸應答元件和脫水反應元件（或稱C 重復序列），這兩者都參與脅迫誘導基因的表達。這種提高植物脅迫耐受性的具體的分子機制將在下一部分詳細討論。這些轉(zhuǎn)錄因子可以控制脅迫誘導基因的表達，使它們要么合作要么獨立，并可能在擬南芥中構(gòu)成基因網(wǎng)絡。通過基因芯片分析和RNA凝膠印跡分析鑒定了候選基因的脅迫誘導表達。事實上，證據(jù)表明共存在的脫落酸非依賴型和脫落酸依賴型監(jiān)管系統(tǒng)控制干旱誘導基因的表達。學號： 本科畢業(yè)論文（設計） 學 院 生命科學學院 專 業(yè) 生物科學 年 級 姓 名 論文（設計）題目 基因網(wǎng)絡參與干旱脅迫響應和耐性指導教師 職稱 講師 成 績 年 月 日目 錄摘 要 1 關(guān)鍵字 1 Abstract 1 Keywords 1 引言 1 1在擬南芥和水稻中使用基因芯片轉(zhuǎn)錄分析干旱誘導基因 2 2在擬南芥和水稻中干旱誘導基因的功能 3 3基因的發(fā)現(xiàn)并通基因轉(zhuǎn)移改善植物的干旱脅迫耐受性 3 4基因表達調(diào)控：脫落酸非依賴型途徑影響干旱應激反應 5 5控制基因表達的內(nèi)源脫落酸在干旱脅迫下積累 6 結(jié)論 7 參考文獻 7 基因網(wǎng)絡參與干旱脅迫響應和耐性學生姓名： 學號： 生命科學學院 生物科學專業(yè)指導老師： 職稱：摘要：植物在缺水條件下生存時，會發(fā)生一系列生理的、細胞的和分子水平的變化，并最終達到具有一定的耐性。外源脫落酸處理可誘導幾個干旱誘導基因的表達，而其他的沒有受到影響。這些基因是從暴露于干旱、寒冷或高鹽脅迫環(huán)境中的水稻中獲得的。許多轉(zhuǎn)錄因子基因被脅迫誘導，這表明不同的轉(zhuǎn)錄調(diào)控機制可能對調(diào)節(jié)干旱、寒冷或高鹽脅迫信號的傳導通路起作用。在轉(zhuǎn)基因植物中的轉(zhuǎn)錄因子也被證明在提高植物的脅迫耐受性方面是非常有用的，它通過影響一些與脅迫有關(guān)的目的基因的表達來發(fā)揮作用。此外，SnRK 2蛋白激酶可能激活轉(zhuǎn)錄因子影響滲透壓應激反應基因的表達。在擬南芥中過