【正文】 據(jù)觀察，在RD26基因過度表達(dá)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(dǎo)基因被上調(diào)。這些AREB/ABF蛋白質(zhì)需要一個(gè)脫落酸介導(dǎo)信號(hào)的激活。最近，一個(gè)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(dǎo)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(gè)系統(tǒng)中有不同的基因排列順序，以及植物生長(zhǎng)和脅迫處理?xiàng)l件的不同。值得注意的是，通過基因轉(zhuǎn)移引進(jìn)了許多脅迫誘導(dǎo)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(dǎo)基因基因或寡核苷酸基因芯片技術(shù)是一個(gè)功能強(qiáng)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(dǎo)的基因表達(dá)圖譜。這些數(shù)據(jù)表明在干旱和高鹽脅迫信號(hào)與在干旱和脫落酸誘導(dǎo)途徑之間存在一個(gè)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(shí)了水稻和擬南芥共享共同的脅迫誘導(dǎo)基因，盡管這兩種植物在一百萬年之前就已經(jīng)單獨(dú)進(jìn)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(xué)分析的基礎(chǔ)上被確定的。這個(gè)CBF/DREB1基因可以被冷刺激迅速和瞬時(shí)誘導(dǎo)，它的產(chǎn)物激活目的脅迫誘導(dǎo)基因的表達(dá)。該ERD1基因不僅被脫水脅迫誘導(dǎo)而且也可在自然衰老和黑暗誘導(dǎo)的衰老中被上調(diào)。基因芯片分析顯示MYC/ MYB靶基因在轉(zhuǎn)基因植物中過度表達(dá)，例如乙醇脫氫酶和脫落酸或茉莉酸誘導(dǎo)基因。在擬南芥中引進(jìn)與脅迫有關(guān)的基因證明對(duì)提高轉(zhuǎn)基因作物和樹木的干旱耐受性是有價(jià)值，這些基因也可以在比較基因組學(xué)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(gè)MYC基因轉(zhuǎn)錄因子：AtMYC2（RD22BP1）和一個(gè)MYB轉(zhuǎn)錄因子：AtMYB2被綁定在RD22啟動(dòng)子和激活復(fù)合體中的順式結(jié)構(gòu)元件上。幾種干旱誘導(dǎo)基因?qū)浜兔撀渌崽幚頉]有任何響應(yīng)，表明存在另一個(gè)脫落酸非依賴型途徑調(diào)節(jié)脫水應(yīng)激反應(yīng)。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(dá)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(duì)脅迫誘導(dǎo)基因的比較分析，顯示出兩者在應(yīng)激反應(yīng)和基因組的分子水平上有相當(dāng)程度的相似性。40% 的干旱或高鹽誘導(dǎo)基因也可被冷刺激誘導(dǎo)。這個(gè)簡(jiǎn)短的文章總結(jié)了最近的成果：在擬南芥和水稻中通過應(yīng)用基因芯片對(duì)干旱誘導(dǎo)基因表達(dá)的轉(zhuǎn)錄組進(jìn)行分析，包括干旱誘導(dǎo)基因在應(yīng)激反應(yīng)和耐受性方面的潛在功能的信息。植物的脅迫誘導(dǎo)基因都是在產(chǎn)生應(yīng)激反應(yīng)和建立脅迫耐性時(shí)表達(dá)的。現(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(jìn)一步認(rèn)識(shí)植物脅迫響應(yīng)和耐受性的分子機(jī)制，最終通過基因操作來增強(qiáng)作物的應(yīng)激性。水稻響應(yīng)高鹽脅迫的基因表達(dá)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(jìn)一步調(diào)控信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和應(yīng)激反應(yīng)基因的表達(dá)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(dá)可以增強(qiáng)植物的耐脫水性，雖然確切的機(jī)制仍然是未知的。SRK2C基因在根尖強(qiáng)烈的表達(dá)，并參與根對(duì)干旱脅迫的響應(yīng)。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(yīng)激反應(yīng)中，RD26在調(diào)解脫落酸信號(hào)和茉莉信號(hào)的竄擾中起到了重要的作用。一個(gè)RD26基因過度表達(dá)的轉(zhuǎn)基因植物對(duì)脫落酸很敏感。兩個(gè)ABRE構(gòu)成的復(fù)合體也是重要的順式作用元件，它控制擬南芥RD29B基因在應(yīng)答脫落酸時(shí)的表達(dá)。這個(gè)DREB2基因被脫水脅迫誘導(dǎo)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(gè)成員。以前的分析表明，GolS基因是被干旱、寒冷和脫落酸誘導(dǎo)的。這22000個(gè)安捷倫寡核苷酸序列現(xiàn)在被用于水稻轉(zhuǎn)錄分析評(píng)價(jià)非生物脅迫的反應(yīng)。使用Affimetrix基因芯片確定了數(shù)以千計(jì)的脅迫誘導(dǎo)基因，包含了8000個(gè)獨(dú)立的擬南芥寡核苷酸基因。這些刺激誘導(dǎo)或抑制各種各樣的具有不同功能的基因的表達(dá)。這些反應(yīng)包括氣孔關(guān)閉，抑制細(xì)胞生長(zhǎng)，光合作用和激活呼吸。在擬南芥中一個(gè)全長(zhǎng)7000的基因芯片被用來確定299個(gè)干旱誘導(dǎo)基因，54個(gè)寒冷誘導(dǎo)基因，213個(gè)高鹽度誘導(dǎo)基因和245 個(gè)脫落酸誘導(dǎo)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(yīng)干旱和高鹽度的重疊表達(dá)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(gè)細(xì)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(shí)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(dòng)子的分析進(jìn)一步確定了兩個(gè)不同的新的順式作用元件參與脫水脅迫誘導(dǎo)和在黑暗中誘導(dǎo)衰老。最近，一個(gè)干旱誘導(dǎo)RD26基因編碼了一個(gè)被鑒定為NAC的轉(zhuǎn)錄因子。轉(zhuǎn)基因植物產(chǎn)生反義表達(dá)或RNA結(jié)構(gòu)，以及T DNA 或轉(zhuǎn)座子標(biāo)記突變體，這些可以用來分析一些功能缺陷型植物的應(yīng)激反應(yīng)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(diǎn)突變可能有助于增強(qiáng)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(dá)也可以提高水稻耐干旱和低溫的能力。4基因表達(dá)調(diào)控：脫落酸非依賴型途徑影響干旱應(yīng)激反應(yīng)啟動(dòng)一個(gè)干旱、高鹽和寒冷誘導(dǎo)基因，如RD29A /COR78 / LTI78，需要兩個(gè)主要的順式作用元件，即脫落酸應(yīng)答元件和脫水反應(yīng)元件（或稱C 重復(fù)序列），這兩者都參與脅迫誘導(dǎo)基因的表達(dá)。這種提高植物脅迫耐受性的具體的分子機(jī)制將在下一部分詳細(xì)討論。這些轉(zhuǎn)錄因子可以控制脅迫誘導(dǎo)基因的表達(dá)，使它們要么合作要么獨(dú)立，并可能在擬南芥中構(gòu)成基因網(wǎng)絡(luò)。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(dǎo)表達(dá)。事實(shí)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(dǎo)基因的表達(dá)。學(xué)號(hào)： 本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 學(xué) 院 生命科學(xué)學(xué)院 專 業(yè) 生物科學(xué) 年 級(jí) 姓 名 論文（設(shè)計(jì)）題目 基因網(wǎng)絡(luò)參與干旱脅迫響應(yīng)和耐性指導(dǎo)教師 職稱 講師 成 績(jī) 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(dǎo)基因 2 2在擬南芥和水稻中干旱誘導(dǎo)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(dá)調(diào)控：脫落酸非依賴型途徑影響干旱應(yīng)激反應(yīng) 5 5控制基因表達(dá)的內(nèi)源脫落酸在干旱脅迫下積累 6 結(jié)論 7 參考文獻(xiàn) 7 基因網(wǎng)絡(luò)參與干旱脅迫響應(yīng)和耐性學(xué)生姓名： 學(xué)號(hào)： 生命科學(xué)學(xué)院 生物科學(xué)專業(yè)指導(dǎo)老師： 職稱：摘要：植物在缺水條件下生存時(shí)，會(huì)發(fā)生一系列生理的、細(xì)胞的和分子水平的變化，并最終達(dá)到具有一定的耐性。外源脫落酸處理可誘導(dǎo)幾個(gè)干旱誘導(dǎo)基因的表達(dá)，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(dǎo)，這表明不同的轉(zhuǎn)錄調(diào)控機(jī)制可能對(duì)調(diào)節(jié)干旱、寒冷或高鹽脅迫信號(hào)的傳導(dǎo)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(dá)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(yīng)激反應(yīng)基因的表達(dá)。在擬南芥中過