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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
6
页，共
9
页
5.1
鉴定转录因子基因的功能
CREST
的最大优点是可以克服基因冗余性的
影响，可用于鉴定转录因子的功能。同家族的多个
转录因子成员之间同源性很高，表现出基因冗余
性，而具有冗余性基因的缺失没有突变表型，至今
没看到
ERF
类转录因子的任何功能缺失突变体的
报道
(Yang et al., 2005)
。所以，当采用基因敲除、反
义技术、
RNA
干涉技术对这些基因的生物学功能进
行鉴定分析时，经常会因为同源基因的功能补偿作
用而失败。
Hiratsu
等
(2003)
用
EAR
基序和多种不同
的转录因子氨基酸序列融合，即使转录因子存在冗
余性的情况下，也会出现显性缺失表型。生长素合
成的调控过程对植物正常生长和发育是十分重要
的，阻断拟南芥生长素的合成过程将导致严重畸
形。
SHORT-INTERNODES/STYLISH(SHI/STY)
家
族
STY1
因子诱导下，拟南芥幼苗中生长素合成和
积累速率加快，促进生长发育，并且
SHI/STY
家族
成员的功能具有冗余性。用携带
STY1+SRDX
(
修饰
过的
EAR
基序
)
融合载体转化拟南芥，转基因幼苗
不能分化出顶端分生组织，有力证实了
STY1
等
SHI/STY
家族成员具有顶端分生组织的形成和维持
的重要作用
(Eklund, et al., 2010)
。
5.2
研究蛋白质之间的相互作用
EAR
基序可以通过蛋白质和蛋白质相互作用
介导分子间的转录抑制作用，把一个转录复合物转
化成转录抑制复合体，因此根据
EAR
基序介导的
反式转录抑制活性的有无，来确认蛋白质和蛋白质
之间是否发生相互作用，对于研究蛋白质和蛋白质
之间互作和确定转录蛋白复合体的组成成分是十分
有用的。构建预期蛋白与
EAR
基序融合蛋白载体，
和转录激活子基因载体共转化，通过观察转录激活
子的激活作用是否被抑制来判断激活子和预期蛋白
间是否发生相互作用。
WD40
蛋白是一类含有
WD40
基序的调节蛋白，
WD40
基序是指以甘氨酸-组氨酸
开始，色氨酸
(W)
-天冬氨酸
(D)
结尾的
40
个氨基酸
残基长的保守序列，
WD40
蛋白是具有多种调节功
能的蛋白因子
(Yang et al., 2008)
，调节作用通过蛋白
质-蛋白质互作方式进行。
Matsui
等
(2010)
用此种方
法确认了拟南芥中
WD40
蛋白
AtPWP2 (periodic tryp-
tophan protein2)
和转录因子
AtTBP1 (TATA binding
protein 1)
可以发生相互作用。
5.3
改变植物性状
利用
CREST
可以抑制控制不良性状的基因表
达或抑制优良性状抑制基因的激活，从而可以改变
植物的性状，因此对农作物性状的改良具有很大的
潜在价值。如高含量棉酚的存在是棉花植株防御病
虫危害的重要途径。但是，棉酚的存在使棉籽油和
棉籽蛋白不能用于人畜食用。培育棉株中棉酚含量
高，而种子中棉酚含量低或无棉酚
(
即
“
一高一低
”)
的棉花新品种是棉花育种科学家们的目标之一
(
朱
美霞等
, 2004)
。棉酚产生过程中催化杜松烯羟基化
形成
8
一羟基一杜松烯是一种
P450
酶。该种
P450
酶在有腺体棉中是高度表达的，而在无腺体棉中，
不表达或低水平表达，且该
P450
酶的表达受转录
水平的调节。因此，可以设想利用
CREST
把调控
该
p450
酶表达的转录激活子和
EAR
基序融合成嵌
合蛋白体，并让其只在种子中特异表达，这样就有
望实现
“
一高一低
”
的育种目标。
6
展望
综上所述
EAR
型转录抑制子是一类普遍存在
于植物界并为植物所特有的转录抑制子，是参与调
节植物多种生命活动的重要因子，有关
EAR
型转
录抑制子的研究丰富了我们有关植物生命活动的
知识，深化了对生命活动调节规律的理解。但是，
对其结构和功能的认识还不够全面和深入，对其作
用机制的理解仍有很多逻辑空白，
CREST
技术体系
本身还有待于进一步发展、成熟和完善，存在诸多
亟待解决的问题。
为了描述的方便，我们把多种与
EAR
基序相
似的抑制序列归属在
EAR
基序的范畴之内，并在
此基础上使用
EAR
型转录抑制子这一概念。这些
EAR
基序虽然具有相同的特点
(
抑制功能所必需、
富含亮氨酸、具有双亲性
)
，但在序列上仍然是多有
变化。另据
Matsui
等
(2008)
报道，
R3
-
MYB
蛋白家
族成员
AtMYBL2
也是转录抑制子，序列分析发现
它的
C
末端也存在一个必要的富含亮氨酸的抑制序
列
(TLLLFR)
，作者认为这一抑制序列是不同于
EAR