转录因子即反式作用因子,是能识别或结合在各类顺式作用元件核心序列上的参与调控靶基因转录效率的蛋白质。能够保证目的基因在特定的时间与空间,以特定的强度表达[5]。含有DNA结合域、转录活化结构域和连接区。其中DNA结合域和转录活化结构域是其转录调控功能的必需结构。AP2/ERF是植物转录因子中的一个大家族,其显著特征是含有AP2 DNA结合域[6]。1995年,Ohme-Takagi和Shinshi最先从烟草中分离出乙烯应答反应蛋白[7]。该蛋白具有一个高度保守的由58或59个氨基酸组成的结构域,能够与GCCbox特异性结合[8]。此结构域即为ERF结构域。根据AP2/ERF结构域的类型与数目不同,可将AP2/ERF分为三类:含两个AP2/ERF结构域的AP2家族,含一个AP2/ERF结构域的ERF家族以及含有一个AP2和一个B3结构域的RAV家族[9]。测序技术的不断发展与完善使得一个物种的全基因组测序完成的越来越快。根据对目前已完成的拟南芥、大豆和水稻等物种的全基因组测序结果的分析发现,AP2/ERF转录因子在植物的所有转录因子中占有较大的比例[10]。因此,研究人员对植物的AP2/ERF转录因子开始进行大量研究。研究发现,AP2/ERF在植物应对干旱、高盐和高/低温等非生物胁迫过程中有不可忽视的重要作用。杨宇红[11]等通过实验发现整合了JERF基因 (ERF转录因子)的转基因百合其耐盐性明显提高,而刘文奇[12]等同样通过实验发现整合了OPBP1基因 (ERF类转录因子)的转基因烟草其耐盐性也得到了提高。根据以上的实验,我们可以考虑利用分子生物学,基因工程等方法将ERF类转录因子整合到目的植株的基因组中从而提高植物对非生物胁迫的适应力。
虽然目前对AP2/ERF转录因子的研究已有很大的进展,许多ERF转录因子在不同的植物逆境响应过程中所起的作用已经有了详细的报道。但是由于ERF转录因子种类繁多,因此其在不同的植物中扮演着不同的角色。到目前为止,针对ERF功能的研究,多集中在百合[11]、烟草[12]和油菜[14, 15]等植物中,对于番茄中ERF基因的研究较少,因此本课题以番茄为材料,对番茄的ERF基因进行研究。而番茄全基因组测序的完成[13]也为该课题提供了方便。文献综述
番茄是一年生或多年生草本植物,属于茄科番茄属,具有清热止渴,养阴凉血等作用。番茄是世界上栽培最为广泛的果菜之一,中国是主要生产国之一,并且栽培面积仍在扩大。作为研究植物抗病性的模式植物[13],番茄具有生长周期短,表型容易观察等特点。但在其生活周期中,番茄易受非生物胁迫的影响从而导致产量降低。因此,提高番茄的抗逆性尤为重要。
根据已经报道的番茄ERF转录因子家族的基因表达信息,从番茄中筛选得到SlERF26基因,并根据该序列设计其特异性引物从而克隆出该基因的cDNA全长序列,运用生物信息学方法分析该序列的基本特征,如分子量、疏水性、蛋白质的二级结构以及同源性分析等。这些数据为研究SlERF26基因与番茄抗逆性的关系提供了方便,同时也方便进一步通过基因工程等方法提高番茄的抗逆性。
2 材料与方法
2.1 供试材料
野生型番茄AC++ (Solanum lycopersicum, AC++)
2.1.1实验幼苗的选取
取已栽种于温室中(光照16 h,28℃/黑暗8 h,18℃)一个月幼苗的野生型番茄AC++ (Solanum lycopersicum, AC++)的根、茎和叶组织为材料,用液氮速冻,于-80℃保存。
2.2 方法
2.2.1番茄总RNA提取
a 取材:于-80℃保存的番茄组织。
b 试剂:Trizol试剂、DEPC水(1%)、70%乙醇(DEPC水配制)、DNase I+buffer、异丙醇、氯仿、药用酒精、溴酚蓝、液氮。