鹅掌楸LcTCP基因克隆及生物信息学预测文献综述

 2022-08-03 14:38:13

文献综述:植物TCP类转录因子的遗传调控

摘要:在目前关于TCP基因的转录,调控机理以及作用在不同植物中表达形式已经做了大量的研究,至今为止已经做出了很多方面的探究,但依然有着很多的问题等待着我们去解决。本文通过总结有关TCP家族基因的研究就进展,对TCP家族成员的基因调控机理、蛋白互作、激素互作机理、信号传导的研究进展进行综述。

关键词 TCP基因,转录因子,调控机理;

诸多研究表明,TCP基因在调控植物生长发育过程中起到了很关键的作用,例如大白菜叶球的大小受严格的遗传控制,受相关基因表达调控的影响。又如属于第一类的TCP20 基因可正调控细胞的生长,而属于第二类的CINTCP2以及TCP4 等基因则功能相反,负调控细胞的生长,可能是细胞生长的负调控子。根据大白菜全基因组测序结果可知,大白菜基因组中共存在39个TCP 基因。在番茄家族的研究中,利用全基因组信息鉴定技术来了解番茄TCP转录因子家族,在矮牵牛花家族中,也在进行这ECETCP基因的克隆及表达分析研究,目前也有了一定的成果。因此,研究TCP基因对植物的发育以及生长调控的机理以及植物的生产应用有着重要的意义和参考价值。

1 TCP基因家族研究进展

TCP 家族转录因子是植物所特有的,在不同物种中的不同成员分别参与了不同的形态发育过程。在TCP 基因家族中,金鱼cycloidea(CYC)基因,玉米 teosinte branched 1(TB1)基因 以及水稻 proliferatingcell factors(PCFs)基因是最早被发现的3个成员。基因序列比较表明,TB1CYCPCFs 的序列中均含有一个非常保守的结构域,这个结构域由60个左右的氨基酸残基组成,以形成不典型螺旋-环-螺旋的结构。取TB1CYCPCFs 的第一个字母,将这段保守的序列称为TCP 结构域,凡是有这个保守构域的基因都被称为TCP 结构域基因。根据TCP结构域的序列特点,可将TCP 基因家族分为2个亚类:一类是以 PCF 为代表,另一类则是以 CYCTB1 为代表。它们的生物学功能存在一定的差异。

2 植物TCP类转录因子的遗传调控

2.1 植物TCP类转录因子的靶基因

TCP蛋白结合靶基因的特异性决定其功能的特异性。全基因组分析表明,I类TCP的蛋白结合位点有很多在控制重要细胞活动基因的启动子区,而II类TCP基因主要影响细胞和组织的增殖与生长率[1]。TCP蛋白既有转录激活作用,也有转录抑制作用。不同亚类的TCP蛋白对同一个靶基因的表达,既有激活也有抑制作用。另外,还发现部分TCP蛋白自身并不具有激活或抑制作用,需要与其它蛋白相互协作才能调节靶基因的转录。目前,已经证实TCP蛋白调控的靶基因,参与多种激素信号传递过程,调控植物形态发育[2]。 在拟南芥中发现,Ⅰ类TCP蛋白AtTCP15和Ⅱ类TCP蛋白AtTCP3调控相同的靶基因,均可以激活AtIAA3、SHY2AtSUAR65的表达,暗示Ⅰ类和Ⅱ类TCP蛋白可能存在功能冗余;Ⅰ类TCP蛋白AtTCP20和Ⅱ 类TCP3蛋白AtTCP4同样具有相同的靶基因LOX2,但是AtTCP20LOX2基因的表达具有抑制作用,而AtTCP4AtLOX2基因表达具有诱导作用。在水稻中发现,OsTCP19能够结合并激活甘油三酯基因OsDGAT1/2的表达。

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