亮点文章 | MYB转录因子在调控植物响应逆境胁迫中的作用

文摘   科学   2024-07-10 16:57   北京  

MYB转录因子在调控植物响应逆境胁迫中的作用

胡雅丹,伍国强,刘晨,魏明

DOI: 10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2023-1186

环境因素严重制约着世界范围内作物的生长,造成严重的经济损失。植物由于其固着性,在面对外界不利的环境条件时显得更加被动。因此,植物在长期进化过程中逐渐形成复杂而精巧的适应机制来保护自身免受伤害。这些机制主要涉及形态、生理生化、细胞和分子等几个层面。其中,转录因子如WRKY、MYB、NAC、bZIP、AP2/ERF等,参与细胞形态建成、胁迫信号感知与转导及激素响应等多种生理生化过程,它们在植物逆境胁迫响应中发挥着重要作用。

MYB作为植物中最大的转录因子家族之一,含有DNA结合结构域(DNA-binding domain, DBD)、转录调控区(transcription regulation domain, TRD)、寡聚化位点(oligomerization site, OS)和核定位信号(nuclear location signal, NSL)。该类转录因子通过DBD与下游靶基因启动子区域的顺式作用元件相结合,调控下游靶基因的表达,从而转导相应调控信号。目前已有一些综述对MYB结构、系统发育、生物学功能等方面进行了归纳和总结,但缺乏对其在植物逆境胁迫响应机制的综合分析。

近日,《生物技术通报》在线发表了题为MYB转录因子在调控植物响应逆境胁迫中的作用》的文章本文重点就植物MYB结构、作用方式及其响应逆境胁迫的调控机制等方面的最新研究成果加以综述,并对其未来研究方向进行展望,为今后我国农作物抗逆性遗传改良提供优异基因资源和理论支持。

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本文主要包括以下几部分内容:    

1 植物MYB的结构与分类

2 植物MYB的作用方式

2.1 MYB与上下游因子互作

2.2 MYB参与调控信号通路

3 植物MYB在响应逆境胁迫中的作用机制

3.1 MYB调节植物响应盐胁迫

3.2 MYB参与植物应答干旱胁迫

3.3 MYB调控植物响应极端温度

3.4 MYB参与植物应答营养元素及重金属胁迫

3.5 MYB参与植物应答生物胁迫

4 展望




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MYB作为植物中最大的转录因子家族之一,在转录水平上植物响应逆境胁迫过程中发挥关键作用。目前,有关MYB转录因子的结构、分类及功能已有大量研究,并且借助生物信息学手段对不同物种MYB家族进行挖掘和鉴定,分析了不同物种MYBs间的进化关系与功能相关性,取得一系列重要成果;同时,对其所调控的下游相关靶基因研究得比较清楚。然而,MYB如何在转录和翻译水平高效地调控植物应对外界不利环境时的内在机制研究得还不够深入。鉴于此,今后MYB的研究重点可从以下几方面着手:


(1)利用生物信息学技术和手段,根据已知物种MYB保守结构域和功能,探究其他重要作物未知的MYBs生物学功能,利用RT-qPCR方法对其在不同逆境胁迫下的表达模式进行分析,为改造作物提供候选基因;


(2)利用双分子荧光互补、酵母单杂交和双杂等技术手段,研究MYB所受到的调控作用,如泛素化、转录激活或分子互作等,揭示MYB上游调控因子、MYB成员之间互作机制,及其与ABA、SOS和JA等信号通路形成的调控网络;


(3)针对一些MYB成员在提高植物对逆境胁迫抗性的同时,会对植物带来发育迟缓、矮化表型等不利影响,可通过诱导组织特异性表达的手段,避免转基因株系不良表型的出现;


(4)采用过表达、基因沉默、基因编辑等基因工程技术手段,利用MYB基因遗传作物的抗逆性,在提高作物产量、确保粮食安全等方面具有重要的意义。












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