Basic HTML Version
分子植物育种
(
网络版
), 2010
年
,
第
8
卷
,
第
12
篇
Fenzi Zhiwu Yuzhong (Online), 2010, Vol.8, No.12
http://mpb. c
hin
ese.sophiapublisher.com
第
5
页，共
9
页
能
(Thiel et al., 2004; Kazan et al., 2006)
。
EAR
型转录
抑制子属于主动转录抑制子
(Ohta et al., 2001)
。
4.2 EAR
型转录抑制子具有双向的调控功能
ZAT10
基因编码
ZAT10
蛋白是
ZFP
家族的一种
EAR
型转录抑制子，
Mittler
等
(2006)
发现
ZAT10
超
表达时，活性氧防卫转录本
(reactive oxygen-defense
transcripts)
积累增加，植物对盐、热和渗透胁迫的
抗性提高。同时发现敲除
ZAT10
基因或该基因的
RNAi
干涉突变体，也对盐和渗透胁迫具有较高的
抗性。暗示
ZAT10
对植物防卫反应具有正负双向调
控功能。
4.3 EAR
型转录抑制子的抑制作用既可以发生在分
子内又可以发生在分子间
EAR
基序赋予转录抑制子对下游基因的抑制活
性，当该基序与转录激活子共价结合成嵌合蛋白分
子时也可使后者转变为转录抑制子，表现出分子内
抑制作用。在瞬时表达测验中，当把含有激活子表
达盒质粒与含有抑制子表达盒的质粒进行共转化时，
报道子的表达水平比用含有激活子表达盒的质粒单
独转化要低的多。实验结果说明，
EAR
型转录抑制
子的抑制作用还还可以发生在分子间
(Fujimoto et al.,
2000; Ohta et al., 2001)
。
4.4 EAR
型转录抑制子抑制活性可以通过不同的途
径实现
EAR
型转录抑制子可以通过修饰染色质的结构，
阻止转录激活子和其靶标顺式元件的结合，抑制转
录起始过程
(Pazin et al., 1997)
。如
AtERF
7
与保守的
启动子元件
GCC box
结合后，征募
AtSin3
和
HDA19
两种蛋白因子参与到转录单位中，其中
AtSin3
是一
个辅助抑制因子，而
HDA19
是组蛋白脱乙酰酶。
AtERF
7
可能是通过组氨酸脱乙酰化修饰改变染色
质实现对基因表达的抑制作用。
EAR
型转录抑制子也可以通过和转录激活子直
接或间接的结合，调节后者功能状态，实现对后者
功能的抑制作用。
Weigel et al
报道
(2005)
，拟南芥
中
NIMIN1
本身不含有任何
DNA
结合位点，通过
NIM1/NPR1
和
TGA
家族转录激活子间接结合实现对
下游基因
(PR1)
的抑制。
NIM1
或称为
NPR1
是一种对
PR1
表达具有正调控作用的锚蛋白。水稻的
NRR
通过
和拟南芥中
NIMIN
相似的机制实现
PR1
基因表达的负
调控
(McGrath et al., 2005; Chern M et al., 2005)
。
4.5 EAR
型转录抑制子活性的去除
细胞内
EAR
型转录抑制子活性如何去除也是
研究者关注的问题，研究发现泛素-蛋白酶体途径
是植物组织细胞去除抑制子活性的重要机制。核蛋
白酶体
(nuclear proteasome)
是蛋白质降解的场所，在
生物和非生物胁迫刺激作用下内源激素浓度发生改
变，可以启动泛素-核蛋白酶体途径特异性降解
EAR
型转录抑制子，去除对转录的抑制作用。如当外源
生长素处理或内源生长素浓度增加时，可看到依赖
生长素的
AUX/IAA
蛋白被转移到核蛋白酶体中，最
终
AUX/IAAs
蛋白失活，导致生长素响应基因转录
活化
(Tao et al., 2005)
。再如，当乙烯浓度增大时，
AtERF
4
反应性降解，释放出激活子
(
如
ERF1
或
AtERF
2)
，去除对激活子的抑制，从而使后者发挥
激活功能，促使
PDF1.2(Plant defensin)
基因的表达
(McGrath et al., 2005)
，这时在核蛋白酶体中看到
AtERF
4
存在
(Yang Z et al., 2005)
。另外，
Koyama
等
(2003)
报道，烟草中
ERF3
可以和泛素连接酶发
生相互作用。
Song
等
(2005)
报道，在互作蛋白
PKS3
作用下，
AtERF
7
发生磷酸化作用而降解，或同
DNA
结合能力降低，抑制作用去除。说明磷酸化作用可
能是去除
EAR
型转录抑制子抑制作用重要的步骤。
5
嵌合抑制子沉默技术的概念及应用
对于
EAR
型转录抑制子结构和功能等方面的
研究已经发展出一种新的抑制技术，即嵌合抑制子
基因沉默技术
(Chimeric Repressor Gene-Silencing
Technology CREST)
。在激活子
C
末端附加一段来
自于
EAR
型转录抑制子的
EAR
基序，融合形成嵌
合蛋白，可将其转变为一个高效的负调控子，再将
它们通过转基因手段转入植物中，用于对目标基因
进行特异而高效的表达抑制，被称为嵌合抑制子沉
默技术。该技术可用于鉴定转录激活子功能、研究
蛋白质相互作用、改良作物性状，是继反义
RNA
和
RNAi
技术之后，进行基因沉默的又一项新技术，具
有理论是实践的重大意义
(Hiratsu et al., 2003; Mitsuda
et al., 2005, 2006; Kam et al., 2008)
。