核因子Y在植物中的分類及其功能概述

李文濱，李勝暢，王志坤

（1.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，哈爾濱 150030；2.大豆生物學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，哈爾濱 150030）

植物生長(zhǎng)在一個(gè)千變?nèi)f化的環(huán)境中，會(huì)受到干旱、低溫以及病原侵染等逆境脅迫，植物細(xì)胞在染色體DNA水平、轉(zhuǎn)錄水平以及轉(zhuǎn)錄后水平上對(duì)基因表達(dá)進(jìn)行精確調(diào)控，以適應(yīng)環(huán)境的變化[1]。受環(huán)境脅迫誘導(dǎo)表達(dá)的基因可分為兩類：一類是基因編碼的蛋白產(chǎn)物，使植物細(xì)胞直接具有抵御環(huán)境脅迫的功能，如胚胎后期發(fā)育豐富蛋白（LEA蛋白）、滲調(diào)蛋白、離子區(qū)域化和水通道蛋白、抗凍蛋白、脯氨酸、果聚糖合成酶及甜菜堿合成酶等；另一類是基因編碼的調(diào)控產(chǎn)物，在植物脅迫應(yīng)答中具有信號(hào)傳導(dǎo)和調(diào)控基因表達(dá)的功能，如感應(yīng)和傳導(dǎo)脅迫信號(hào)的CDPK、MAPK等蛋白激酶，以及參與調(diào)控基因表達(dá)的bZIP類、bHLH類、NAC類、DREB類、ERF類、RAV類、WRKY和MYB類等轉(zhuǎn)錄因子[2-3]。

轉(zhuǎn)錄因子（Transcription factor，TF）又稱反式作用因子，是能夠與基因啟動(dòng)子區(qū)域中的順式作用元件發(fā)生特異性結(jié)合，從而保證目的基因以特定的強(qiáng)度、在特定的時(shí)間與空間表達(dá)的蛋白質(zhì)分子相結(jié)合[4]。植物許多基因的表達(dá)都是由特定的轉(zhuǎn)錄因子與特定的順式作用元件相互作用調(diào)控的。

核因子Y是成員最多的植物特異轉(zhuǎn)錄因子之一。在酵母和哺乳動(dòng)物中，其中每個(gè)亞基一般只有一個(gè)基因編碼。在植物中，每個(gè)亞基類已被大大擴(kuò)展，分別由幾個(gè)或更多個(gè)基因編碼。這樣的家族擴(kuò)展，提供了更多的NF-YA/NF-YB/NF-YC三聚體組合，并大量增加了核因子Y功能復(fù)雜的潛力，成為一個(gè)廣泛調(diào)控系統(tǒng)。這表明了不同的核因子Y在植物中比在其他生物中更復(fù)雜的調(diào)節(jié)作用。

1 植物核因子Y的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其分類

核因子Y是一種普遍存在的轉(zhuǎn)錄因子，由三個(gè)不同的亞基組成：NF-YA、NF-YB和NF-YC。在真菌和動(dòng)物中，每一個(gè)亞基由一個(gè)基因編碼；而在植物中每個(gè)亞基是由多個(gè)基因編碼的。NF-YA亞基有兩個(gè)功能上很保守的核心結(jié)構(gòu)域，N端結(jié)構(gòu)域和NF-YB/C相互作用，C端結(jié)構(gòu)域和DNA相互作用。NF-YB和NF-YC兩個(gè)亞基的保守結(jié)構(gòu)域也包括一些和DNA相互作用的殘基。NF-YB主要對(duì)NF-YA與DNA的結(jié)合起促進(jìn)作用[5]。NF-YB和NF-YC亞基包含有高度保守的蛋白折疊序（Histone-fold motif，HFM），并且結(jié)構(gòu)上和核心組蛋白亞基H2B和H2A相似[6-8]。與植物、脊椎動(dòng)物和酵母的NF-YA高度保守核心區(qū)相比，NF-YB和NF-YC亞基的核心序列不是保守的。

核因子Y是一種典型的通過(guò)和調(diào)控因子相互作用來(lái)調(diào)控下游基因表達(dá)的轉(zhuǎn)錄因子。NF-Y轉(zhuǎn)錄因子含有保守專一性的序列，該序列和真核生物啟動(dòng)子區(qū)域的CCAAT框相結(jié)合。CCAAT盒是在真核啟動(dòng)子中最常見(jiàn)的啟動(dòng)子元件之一，它通常是位于60～100 bp的轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)上游，并在正反兩個(gè)方向直接起作用[9-12]。在多物種中，無(wú)論是存在的位置、方向上，還是結(jié)合的核苷酸的數(shù)目上，CCAAT盒都是高度保守的同源基因序列[8]。在所有真核生物中，CCAAT盒轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)組件是一個(gè)順式調(diào)控元件，并且存在于約30%的基因的啟動(dòng)子區(qū)域[13]?；虮磉_(dá)模式可以是組織或階段特異性的，也可以由其他順式和反式作用因子決定，而由包含CCAAT盒的啟動(dòng)子來(lái)控制基因的表達(dá)可能是無(wú)處不在的。多個(gè)反式作用因子與CCAAT盒相聯(lián)系，但只有核因子NF-Y是和CCAAT這5個(gè)核苷酸相結(jié)合[10]。

在真菌中，酵母（面包酵母）HAP由HAP2/3/5三個(gè)亞基組成，即HAP2（也稱為NF-YA或CBF-B）、HAP3（NF-YB/CBF-A）和 HAP5（NF-YC/CBF-C），結(jié)合CCAAT盒并控制靶基因的表達(dá)。每個(gè)亞基含有一個(gè)保守結(jié)構(gòu)域，主要和DNA、蛋白質(zhì)相結(jié)合。在雙子葉植物擬南芥中，HAP亞基的幾個(gè)成員是由愛(ài)德華茲等在1998年第一次鑒定得到的。基因組中編碼10個(gè)NF-YA/HAP2亞基基因，13個(gè)NF-YB/HAP3亞基基因，13個(gè)NF-YC/HAP5亞基基因[14]。在單子葉植物水稻中，克隆了10個(gè)HAP2亞基基因，11個(gè)HAP3亞基基因，7個(gè)HAP5亞基基因[15]，HAP2和HAP5亞基基因未被報(bào)道過(guò)，只對(duì)6個(gè)HAP3亞基基因做了詳細(xì)研究[16-17]。在小麥中有37個(gè)NF-Y亞基基因，包括10個(gè)NF-YA亞基基因，13個(gè)NF-YB亞基基因，14個(gè)NF-YC亞基基因，還有兩個(gè)Dr1蛋白，包括 Dr1（NC2b）和 Drap1（NC2a）[18]，分別和NF-YB、NF-YC相聯(lián)系[19]。在小麥中建立了整個(gè)基因組DNA分析研究的數(shù)據(jù)庫(kù)，根據(jù)保守的核心區(qū)域，每個(gè)NF-Y的亞基家族可進(jìn)一步劃分為4～5個(gè)分支。通過(guò)比較小麥、水稻和擬南芥的核因子Y的成員結(jié)構(gòu)，幾個(gè)保守結(jié)構(gòu)域以外的NF-Y的核心區(qū)域也被確定出來(lái)[19]。

2 植物NF-Y轉(zhuǎn)錄因子的生物學(xué)功能

2.1 核因子Y在植物抗旱中的作用

陸生植物在克服干旱時(shí)會(huì)引起復(fù)雜的反應(yīng)特性，但個(gè)別信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路調(diào)控表達(dá)已經(jīng)成為一種調(diào)節(jié)植物抗旱性增強(qiáng)的良好策略。這種方法將適用于干旱地區(qū)種植的多種作物。這些作物已經(jīng)證實(shí)通過(guò)功能基因組學(xué)的方法在擬南芥模式植物中確定新的克服干旱的途徑，并與作物生產(chǎn)實(shí)際應(yīng)用相聯(lián)系。

擬南芥的nf-yb5基因在抗旱方面具有重要作用。擬南芥nf-yb5的轉(zhuǎn)錄受到抗旱的強(qiáng)烈誘導(dǎo)，主要在微觀組織和保衛(wèi)細(xì)胞中高度表達(dá)，超表達(dá)擬南芥nf-yb5的植株在干旱脅迫時(shí)，表現(xiàn)為葉片失水減少，花青素含量增加，因而植株抗旱性大為提高[14]。在擬南芥中，LEC1、LEC1-like蛋白和NF-YB亞基蛋白，都被認(rèn)為是對(duì)干旱反應(yīng)起到至關(guān)重要的物質(zhì)。在系統(tǒng)發(fā)育和功能上，擬南芥LEC1和LEC1-like蛋白又不同于NF-YB亞基蛋白。如擬南芥NF-YB1亞基很可能是一個(gè)非LEC1-like的NF-YB亞基，它和擬南芥LEC1和LEC1-like蛋白相關(guān)或者相重疊。在干旱條件下，擬南芥nf-yb1兩個(gè)獨(dú)立的T-DNA插入株系無(wú)法檢測(cè)和顯示對(duì)于干旱反應(yīng)的變化。說(shuō)明此基因是一種耐旱性的NF-Y轉(zhuǎn)錄因子。擬南芥nf-yb1基因的抗旱途徑是一種與報(bào)道公認(rèn)的ABA抗旱途徑和CBF4途徑不同的新抗旱途徑[20]。

玉米nf-yb2被用來(lái)構(gòu)建一種新型的轉(zhuǎn)基因玉米品種。它結(jié)合一段DNA區(qū)域，該區(qū)域是由水稻的actin1蛋白的組成型啟動(dòng)子和內(nèi)含子連接到玉米的基因上。轉(zhuǎn)基因玉米在抗旱方面表現(xiàn)突出[20]。在干旱條件下，轉(zhuǎn)nf-yb2基因玉米植株較野生型植株表現(xiàn)：葉片葉面積減小，葉片不萎蔫，葉片溫度低。葉綠素指數(shù)增高、光合速率增強(qiáng)、較高的氣孔電導(dǎo)率。過(guò)量表達(dá)擬南芥nf-yb1基因的轉(zhuǎn)基因玉米改善了玉米產(chǎn)量并且增強(qiáng)了植株的抗旱性[20]。

在全球，主要有四個(gè)小麥出口國(guó)（阿根廷、澳大利亞、加拿大和美國(guó)）在作物生長(zhǎng)的中度至重度干旱的條件下?lián)碛凶畲蟮男←溕a(chǎn)總量。這也是對(duì)小麥產(chǎn)量的主要非生物約束[21]。從模式植物擬南芥和水稻基因序列信息出發(fā)，從核苷酸序列數(shù)據(jù)庫(kù)中比對(duì)出所有小麥核因子Y的亞基成員，確定了NF-Y模式亞基基因家族，并確定了其基因的表達(dá)譜。小麥nf-y基因的表達(dá)普遍存在，NF-Y家族每一個(gè)亞基的基因成員主要在胚乳中表達(dá)。而其他一些基因在一特定器官中表達(dá)。通過(guò)定量RT-PCR分析顯示：在小麥葉片中，9個(gè)nf-y和2個(gè)dr1基因表達(dá)似乎對(duì)干旱脅迫反應(yīng)起作用。這些基因中的三個(gè)基因在干旱條件下表達(dá)是上調(diào)的，說(shuō)明了這些基因都可能與植物適應(yīng)干旱有關(guān)。通過(guò)基因組合式表達(dá)及系統(tǒng)發(fā)育進(jìn)化樹(shù)分析表明，在同一進(jìn)化分支中各個(gè)成員普遍認(rèn)同為一個(gè)類似的表達(dá)譜。器官特異性表達(dá)和對(duì)干旱的差異分析，轉(zhuǎn)錄因子家族各成員有特定的生物學(xué)作用。

干旱影響超過(guò)10%的耕地，減少了50%主要農(nóng)作物的平均產(chǎn)量[22]。非生物脅迫嚴(yán)重影響產(chǎn)量，如植物細(xì)胞周期進(jìn)程，代謝率和生理平衡許多生物過(guò)程。轉(zhuǎn)錄因子像個(gè)復(fù)雜的開(kāi)關(guān)調(diào)控這些生理生化過(guò)程[23-24]。

2.2 核因子Y在植物胚胎發(fā)育和葉綠體功能形成中的作用

遺傳分析第一個(gè)植物核因子Y的基因LEAFY COTYLEDON 1（lec1）和LEAFY COTYLEDON 1 LIKE（l1l），它們?cè)谂咛グl(fā)育、種子成熟和編碼核因子-B類的旁系蛋白中起到關(guān)鍵作用[25-26]。擬南芥LEAFY COTYLEDON1（lec1）通過(guò)功能缺失突變分析和獲得性功能分析，被證明是一個(gè)胚胎發(fā)育調(diào)控的關(guān)鍵基因[27]。LEC1-like（lec1-like）是和lec1序列最相似的基因，也在擬南芥中控制胚胎發(fā)育[30]。在胡蘿卜中，C-lec1被證明是一個(gè)lec1同源基因，并在胚胎發(fā)育發(fā)揮類似的作用[29]。其他的NF-YB亞基蛋白，不屬于LEC1類，已被證明是一種新的基因調(diào)控子，參與葉綠體發(fā)育和干旱反應(yīng)的重要調(diào)節(jié)[28-29]。

水稻（OsHAP3A-C）的三個(gè)亞基在植物體內(nèi)普遍表達(dá)。抑制水稻hap3基因的表達(dá)導(dǎo)致葉綠體退化和光合作用途徑的基因下調(diào)表達(dá)，說(shuō)明水稻hap3基因參與葉綠體的發(fā)育。目前，從反義RNA和RNAi試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明：在水稻中NF-YB一些亞基被推斷為參與葉綠體的功能形成。水稻hap3a基因和同源基因水稻hap3b、水稻hap3c顯示出了控制葉綠體的生物合成[17]。提出每個(gè)hap3基因具有專一的作用。相比之下，在植物中，hap2和hap5基因都沒(méi)有被深入地研究。有研究分析表明，三聚體HAP復(fù)合體在植物中組合成了CCAAT的結(jié)合識(shí)別序列[30-32]。

2.3 核因子Y在植物光合作用中的調(diào)節(jié)作用

最近，有證據(jù)顯示植物的所有三種NF-Y家族亞基成員活動(dòng)的變化會(huì)影響開(kāi)花時(shí)間。擬南芥NF-Y家族的NF-YB2（HAP3b）和密切相關(guān)的擬南芥蛋白NF-YB3（HAP3c）有著相似的功能，二者在開(kāi)花誘導(dǎo)上都是必需的[33]。在光周期誘導(dǎo)的條件下，NF-Y復(fù)合體提供了DNA結(jié)構(gòu)，能和CONSTANS蛋白結(jié)合，激活光周期途徑促進(jìn)開(kāi)花的重要下游組件轉(zhuǎn)錄促進(jìn)開(kāi)花，例如FT基因。進(jìn)一步通過(guò)使用一個(gè)ELISA法為基礎(chǔ)的體外試驗(yàn)表明，植物的NF-YB亞基能夠結(jié)合CCAAT盒啟動(dòng)子元件并作為NF-YA（HAP2）和NF-YC（HAP5）三聚體亞基的一個(gè)特殊結(jié)構(gòu)。越來(lái)越多的證據(jù)表明CCAAT框結(jié)合的核因子Y家族在調(diào)控開(kāi)花時(shí)間中起作用。特別是NF-YB2亞基（HAP3b）已被證明通過(guò)促進(jìn)開(kāi)花的CO2（SOC1）表達(dá)（FT）[34-35]。雖然沒(méi)有試驗(yàn)證據(jù)表明，CO有DNA結(jié)合活性，但CO及相關(guān)蛋白最近能夠在體外和體內(nèi)研究，已顯示出能結(jié)合NF-YB和NF-YC亞基蛋白的特性，包括核因子-YB2系列[36-37]。因此，有可能NF-YB調(diào)節(jié)植物開(kāi)花的影響，可以作為NF-Y復(fù)合體的一部分來(lái)直接與CONSTANS蛋白質(zhì)相互作用。長(zhǎng)日照條件下表型變化很明顯，并暗示了NF-YB2與CONSTANS的蛋白質(zhì)在同一途徑相互作用，通過(guò)“光周期途徑”調(diào)節(jié)開(kāi)花，并反對(duì)“自主”開(kāi)花途徑[38]。

核因子Y家族的CCAAT盒結(jié)合蛋白在植物中實(shí)現(xiàn)了很多種NF-Y三聚體的組合，以一種正調(diào)控或者負(fù)調(diào)控的方式，任意數(shù)量的三聚體都可能影響開(kāi)花時(shí)間。特別值得注意的是，另一種擬南芥的NF-YB亞家族的HAP3a（NF-YB1）成員，最近被證明抑制開(kāi)花[37]。因此，NF-YB1可能在NF-YB2和NF-YB3促進(jìn)開(kāi)花上起到相反的作用。

鑒定NF-YA（HAP2）、NF-YC（HAP5）與NF-YB（HAP3）蛋白質(zhì)，以及對(duì)于目標(biāo)基因的結(jié)合位點(diǎn)，現(xiàn)在是一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)，需要廣泛的遺傳與生物學(xué)的研究，所以提出DNA結(jié)合生化方法檢測(cè)。這很可能是具體的核因子Y的亞基和目標(biāo)基因的結(jié)合來(lái)監(jiān)管調(diào)控開(kāi)花時(shí)間。如CO在特定的環(huán)境或生理?xiàng)l件下，將提供優(yōu)良的光周期條件調(diào)控開(kāi)花。除了植物核因子Y蛋白質(zhì)在開(kāi)花時(shí)間調(diào)控中的作用，這個(gè)家族已演變?yōu)橐环N調(diào)節(jié)植物生物學(xué)的重要方面，包括胚胎發(fā)育，光合作用和生理反應(yīng)調(diào)節(jié)[29-30]。通過(guò)他們與其他調(diào)節(jié)蛋白互作，如CCTs，以及可能的大量亞基組合，核因子-Y家庭的DNA結(jié)合蛋白提供了許多關(guān)鍵的共同協(xié)調(diào)途徑。

3 植物核因子Y的研究方法

隨著植物功能基因不斷地深入研究，用來(lái)研究植物基因功能的方法也隨之增多，目前研究植物核因子Y功能的方法主要包括以下幾種。

3.1 瞬間表達(dá)分析方法

該方法是指植物轉(zhuǎn)錄因子瞬間表達(dá)分析，主要是針對(duì)轉(zhuǎn)錄因子與特定順式作用元件的結(jié)合及對(duì)其轉(zhuǎn)錄的激活或轉(zhuǎn)錄抑制效應(yīng)的作用[39]。辣椒WRKY轉(zhuǎn)錄因子基因的瞬間表達(dá)分析，就是通過(guò)基因槍瞬間轉(zhuǎn)化技術(shù)將兩種載體共轉(zhuǎn)化洋蔥表皮細(xì)胞。檢測(cè)共轉(zhuǎn)化洋蔥表皮細(xì)胞中g(shù)us基因的表達(dá)情況，以此來(lái)分析轉(zhuǎn)錄因子與其特定的順式元件結(jié)合的作用及對(duì)其轉(zhuǎn)錄的激活效應(yīng)。目前用得比較多的基因瞬間表達(dá)分析方法有酵母單雜交和酵母雙雜交。

3.2 植物基因功能突變分析方法

該方法包括基因功能的缺失突變和基因功能獲得性突變兩個(gè)方面，目前，基因功能的缺失突變研究方法主要包括T-DNA插入突變[40]、反義抑制、轉(zhuǎn)座子插入突變[41]。植物轉(zhuǎn)錄因子基因功能獲得性突變主要有基因超量表達(dá)和基因誘導(dǎo)表達(dá)兩種。

3.2.1 植物轉(zhuǎn)錄因子基因超量表達(dá)

該方法是指將轉(zhuǎn)錄因子基因全長(zhǎng)序列與組成型強(qiáng)啟動(dòng)子（花椰菜花葉病毒（CaMV）35S啟動(dòng)子）融合，轉(zhuǎn)化受體材料，獲得目標(biāo)基因產(chǎn)物過(guò)量表達(dá)的植株。超量表達(dá)擬南芥nf-yb1的轉(zhuǎn)基因植株在抗旱脅迫反應(yīng)中較野生型植株表現(xiàn)明顯，而T-DNA插入突變的擬南芥nf-yb1的轉(zhuǎn)基因植株在抗旱脅迫中的反應(yīng)表現(xiàn)不明顯。葉片明顯萎蔫，發(fā)黃[20]。擬南芥nf-ya5基因在干旱條件下，是個(gè)上調(diào)表達(dá)基因。對(duì)miR169前體物miR169a和miR169c的表達(dá)分析顯示：在干旱情況下，miR169a和miR169c下調(diào)表達(dá)。擬南芥nf-ya5包含有miR169結(jié)合位點(diǎn)，與目標(biāo)mRNA結(jié)合抑制基因的轉(zhuǎn)錄。在依賴于ABA的干旱脅迫途經(jīng)下，miR16下調(diào)表達(dá)。擬南芥nf-ya5基因敲除植株和miR16a基因敲除植株顯示了葉片嚴(yán)重失水，轉(zhuǎn)基因植株比野生型植株更敏感。相比之下，過(guò)量表達(dá)擬南芥nf-ya5基因植株比野生型植株對(duì)干旱反應(yīng)不是很敏感，表現(xiàn)葉片失水減少，野生型植株葉片失水嚴(yán)重，出現(xiàn)萎蔫和發(fā)黃狀態(tài)?；蛐酒治霰砻?，擬南芥nf-ya5是干旱反應(yīng)的至關(guān)重要表達(dá)的數(shù)量基因。因此，擬南芥nf-ya5抗旱能力是很重要的，其誘導(dǎo)干旱脅迫都發(fā)生在轉(zhuǎn)錄和逆境的水平[14]。但該方法得到的目標(biāo)基因產(chǎn)物的超量表達(dá)往往是致死效應(yīng)，從而很難從表型上正確判斷和評(píng)價(jià)目標(biāo)基因?qū)χ仓甑恼鎸?shí)影響，因而這種方法具有很大的局限性[42]。

3.2.2 植物轉(zhuǎn)錄因子基因誘導(dǎo)表達(dá)

植物轉(zhuǎn)錄因子基因誘導(dǎo)表達(dá)可以實(shí)現(xiàn)基因表達(dá)的時(shí)間控制，可以避免如基因超量表達(dá)引起的致死效應(yīng)和多重效應(yīng)的局限，因而可以成為基因功能獲得性研究中一種非常有效的方法。利用熱擊蛋白的表達(dá)特性是最先出現(xiàn)的基因誘導(dǎo)表達(dá)系統(tǒng)。在熱擊的情況下，熱擊蛋白的啟動(dòng)子會(huì)啟動(dòng)其下游基因序列的表達(dá)，將目標(biāo)基因與該啟動(dòng)子相結(jié)合，在熱擊的情況下即可以實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)基因的時(shí)空表達(dá)的控制，即所謂的HS（Heat-shocking）系統(tǒng)[43]。之后又建立起其他的誘導(dǎo)表達(dá)系統(tǒng)，又如依賴于四環(huán)素的tTA表達(dá)系統(tǒng)，四環(huán)素反式激活蛋白（tTA）是一個(gè)包含大腸桿菌TN10（編碼四環(huán)素的抑制子）和單純皰疹病毒P16蛋白（VP16）C端部分的融合蛋白，它能夠促進(jìn)由7個(gè)tet操縱子和一個(gè)TATA-box組成的人工啟動(dòng)子控制的報(bào)告基因（如gus基因）的轉(zhuǎn)錄，在四環(huán)素及其衍生物的條件下，四環(huán)素能夠干擾tTA與操縱子DNA的結(jié)合。tTA無(wú)法與其靶位點(diǎn)相互作用，從而極大地減少報(bào)告基因的表達(dá)，轉(zhuǎn)錄也就無(wú)法進(jìn)行。四環(huán)素這種嚴(yán)謹(jǐn)?shù)谋磉_(dá)調(diào)控誘導(dǎo)系統(tǒng)在細(xì)胞水平和轉(zhuǎn)基因中被廣泛用來(lái)研究基因的功能。這一系統(tǒng)可用于對(duì)那些可能產(chǎn)生致死產(chǎn)物的基因進(jìn)行轉(zhuǎn)基因研究[44]。如依賴于銅離子的表達(dá)系統(tǒng)，這是一種根據(jù)酵母MT（Metallothionein，金屬硫）基因的調(diào)控原理構(gòu)建的應(yīng)用于植物的基因表達(dá)系統(tǒng)。該系統(tǒng)中銅離子的濃度直接作用于組合式啟動(dòng)子的活性，因此可以用于基因的適時(shí)精確表達(dá)實(shí)驗(yàn)中。目前，已經(jīng)有大量的實(shí)驗(yàn)表明：這些誘導(dǎo)系統(tǒng)中，用得最多的是GR系統(tǒng)，可以成功地應(yīng)用于研究植物（雙子葉植物和單子葉植）轉(zhuǎn)錄因子的功能。

3.3 基于糖皮質(zhì)激素受體系統(tǒng)的基因誘導(dǎo)表達(dá)

糖皮質(zhì)激素受體系統(tǒng)（GR）的基因誘導(dǎo)表達(dá)，已經(jīng)被證實(shí)是研究基因功能和植物轉(zhuǎn)錄因子非常有效的誘導(dǎo)表達(dá)系統(tǒng)。它利用了GR的調(diào)控機(jī)制，即在沒(méi)有配基（如DEX，地塞米松）的情況下，GR的配基結(jié)合功能區(qū)與其相連的蛋白分子相結(jié)合，從而封閉該GR的配基蛋白分子的結(jié)合，其功能就會(huì)失去；但在有GR的配基存在的條件下，其功能又可以恢復(fù)[45]。

3.4 RNA干涉（RNAi）

近幾年發(fā)展起來(lái)的RNAi技術(shù)，作為一種高效、特異的代替基因敲除的遺傳工具，此技術(shù)正在加速改變著功能基因組學(xué)領(lǐng)域的研究[46]。

4 結(jié)語(yǔ)

核因子Y功能多樣，它們參與調(diào)節(jié)植物生物學(xué)的重要方面，包括胚胎發(fā)育、光合作用、葉綠體發(fā)育和干旱反應(yīng)等重要生理過(guò)程。目前，在數(shù)量眾多的NF-Y轉(zhuǎn)錄因子中，功能明確的只占很少一部分，大部分NF-Y轉(zhuǎn)錄因子的研究尚處于基因克隆、結(jié)構(gòu)鑒定和表達(dá)分析等層面上。對(duì)于植物核因子Y復(fù)合物的生物學(xué)功能，人們了解的還不是很清晰。NF-Y轉(zhuǎn)錄因子的下游目標(biāo)基因和上游調(diào)控因子更是知之甚少。但是，相信隨著RNAi、反義RNA等技術(shù)和miRNA的不斷發(fā)展和應(yīng)用以及NF-Y蛋白同DNA與其他蛋白相互作用的深入研究，將會(huì)進(jìn)一步明確NF-Y轉(zhuǎn)錄因子的生物學(xué)功能，其調(diào)控網(wǎng)絡(luò)也會(huì)逐漸清晰。

*感謝農(nóng)業(yè)部大豆產(chǎn)業(yè)科技研發(fā)中心和黑龍江省教育廳創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)對(duì)本試驗(yàn)的支持。

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