【期刊】bZIP转录因子在植物逆境胁迫响应和生长发育中的作用

学术   2024-10-06 00:02   安徽  



bZIP转录因子在植物逆境胁迫响应和生长发育中的作用

马博涛伍国强魏明

DOI: 10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2023-1176

植物在生长发育过程中面临着诸多逆境胁迫,大致可分为生物胁迫非生物胁迫这两类。在长期进化过程中,植物逐渐形成了一系列复杂而精准的逆境胁迫适应机制和调控网络,包括激素调控、渗透压调节、转录因子(transcription factor, TFs)调控和信号级联反应等。它们相互配合,协同提高植物抗逆性。

转录因子作为主要的调控方式之一,在植物响应逆境胁迫中扮演着重要角色。转录因子主要包括bZIP(basic leucine zipper)、WRKY、NAC(NAM、ATAF1/2、CUC2)和HSF(heat shock transcription factor)等,不仅能够与抗逆相关基因启动子区域结合来增强或者抑制其表达,而且还参与调节激素信号通路如脱落酸(abscisic acid, ABA)、水杨酸(salicylic acid, SA)和茉莉酸(jasmonic acid, JA)等来调控植物抗逆性。其中,bZIPs是植物中最大的转录因子家族之一,因其在逆境胁迫响应和生长发育中发挥重要作用,而成为植物逆境生理学和作物遗传育种学领域研究的热点之一。
近日,《生物技术通报》在线发表了题为bZIP转录因子在植物逆境胁迫响应和生长发育中的作用的文章本文就bZIP的发现、结构、分类、表达调控及其在植物逆境应答和生长发育中的作用等方面的研究成果加以综述,并对其未来研究方向进行展望。

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本文主要包括以下几部分内容:    

1 植物 bZIPs 的结构

2 植物 bZIPs 的分类和调控方式

2.1 bZIP的分类

2.2 bZIP的表达调控

3 bZIP 在植物逆境胁迫响应中的作用
3.1 bZIP调控干旱胁迫响应
3.2 bZIP调控盐胁迫响应
3.3 bZIP调控冷胁迫响应
3.4 bZIP调控高温胁迫响应
3.5 bZIP对光和重金属胁迫的响应
3.6 bZIP对病害的响应

4 bZIP 在植物生长发育中的作用

5 展望



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bZIP作为最大的TF家族之一,在植物逆境胁迫响应和生长发育中发挥着重要作用。目前在许多植物中挖掘和鉴定到bZIP家族成员,它们在植物逆境响应下的表达模式及其功能也被研究。然而,有关bZIP在逆境响应中精准的调控机制、互作网络、上游调控因子及其事件等方面研究仍然有限,需更为深入的探究。鉴于此,bZIP未来研究方向可从以下3方面入手:(1)解析bZIP上游的作用途径和信号通路,对其调控机制进行更深层次的挖掘;(2)在目前全基因组鉴定的背景下对更多bZIP进行功能验证和分析,发掘优异的抗逆基因资源,并将其通过现代生物技术(超表达、基因编辑、RNA干扰)创制新种质;(3)探究bZIP与其他TF或酶等蛋白的互作调控网络,进一步研究清楚bZIP的作用机制。利用现代生物技术手段对bZIP功能和作用机制进行更全面深入的研究,为农作物抗逆性遗传改良和生物育种提供理论支持与基因资源。



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