植物Dof基因結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及功能研究進(jìn)展

劉俊 金鈺 吳耀松 劉燕 王文彬 任閃閃 刁松鋒 陳玉龍

（1. 河南中醫(yī)藥大學(xué) 中醫(yī)藥科學(xué)院 河南省中醫(yī)方證信號(hào)傳導(dǎo)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，鄭州 450046；2. 河南省林業(yè)科學(xué)研究院，鄭州 450008；3. 中國(guó)林業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)林研究所 國(guó)家林業(yè)和草原局泡桐研究開發(fā)中心 經(jīng)濟(jì)林種質(zhì)創(chuàng)新與利用國(guó)家林業(yè)和草原局重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，鄭州 450003）

轉(zhuǎn)錄因子又稱反式作用因子，是一類能夠?qū)Ｒ恍越Y(jié)合目的基因上游特異核苷酸序列，并具對(duì)靶基因有激活或抑制功能的一類含有特殊結(jié)構(gòu)的蛋白。根據(jù)轉(zhuǎn)錄因子對(duì)其他基因的調(diào)控關(guān)系，植物的反式作用因子可以分為兩類，一類可以非選擇性地調(diào)控基因的轉(zhuǎn)錄表達(dá)，稱之為非特異性轉(zhuǎn)錄因子；另一類可以特異性調(diào)控下游因子的轉(zhuǎn)錄翻譯。根據(jù)轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合域的類型分為不同的基因家族，同時(shí)依據(jù)保守域的數(shù)目及保守域外的功能域，基因家族又分為不同的亞家族［1-2］，如Dof、MYB、MADS、LBD、SAUR、GRF、bHLH、KNOX、WRKY和NAC轉(zhuǎn) 錄因子家族等。

1 Dof轉(zhuǎn)錄因子在植物基因組中的分布

ZmDof1是第一個(gè)從玉米中克隆出來的Dof基因［3］，隨著人們對(duì)轉(zhuǎn)錄因子的關(guān)注和深入研究，更多的Dofs基因從其他物種的基因組數(shù)據(jù)庫中相繼被預(yù)測(cè)或克隆出來。隨著基因組學(xué)和分子生物學(xué)的發(fā)展，無論是在高等植物還是在單細(xì)胞藻類中發(fā)現(xiàn)均有Dof轉(zhuǎn)錄因子家族，但是不同物種中數(shù)量差異較大。本文對(duì)已報(bào)道的不同物種中Dof轉(zhuǎn)錄因子的數(shù)目進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，結(jié)果如表1所示。

2 Dof轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

DNA結(jié) 合 單 鋅 指（DNA binding with one zinc finger，Dof）蛋白是植物特有的轉(zhuǎn)錄因子家族之一，屬于C2C2單鋅指蛋白超家族，因富含一個(gè)特別的Cys殘基的單鋅指保守結(jié)構(gòu)域，稱為Dof結(jié)構(gòu)域［37］。Dof蛋白通常由200-400個(gè)核苷酸殘基組成，只含有一個(gè)拷貝的Dof保守域和兩個(gè)結(jié)構(gòu)域組成，N末端高度保守的DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域和C尾端轉(zhuǎn)錄調(diào)控域［2，38-41］。結(jié)合結(jié)構(gòu)域（Binding domain，BD）是一段高度保守的，由52個(gè)氨基酸殘基組成的Dof結(jié)構(gòu)域，在此結(jié)構(gòu)域中CX2CX21CX2C基序形成一個(gè)單鋅指結(jié)構(gòu)，單鋅指結(jié)構(gòu)中4個(gè)保守的Cys殘基與1個(gè)Zn2+共價(jià)結(jié)合［2，42-44］，一個(gè)發(fā)生變化，均會(huì)導(dǎo)致Dof蛋白活性的喪失，DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域能與其他蛋白結(jié)合，發(fā)生相互作用，是具有重要作用的功能域［45］。由于Dof蛋白的DNA結(jié)合域序列保守性較強(qiáng)，所以它們都有著相似的DNA結(jié)合特性［46］。C端包含一個(gè)具有多種功能的轉(zhuǎn)錄調(diào)控結(jié)構(gòu)域，能與多種調(diào)控蛋白相互作用和激活基因表達(dá)［26］，該結(jié)構(gòu)域氨基酸保守性較差，不同Dof成員之間變異很大，進(jìn)而導(dǎo)致Dof蛋白功能的多樣性。Dof蛋白的N端和C端區(qū)域可與多種調(diào)控蛋白或攔截信號(hào)相互作用，激活或抑制下游調(diào)控因子［47-48］。

表1 不同物種中Dof基因的分布［4］

3 Dof 轉(zhuǎn)錄因子的功能

Dof蛋白是只存在于植物體內(nèi)的一類反式作用因子［49］，擁有豐富的功能。研究表明，Dof轉(zhuǎn)錄因子參與植物的生長(zhǎng)調(diào)控、信號(hào)傳導(dǎo)、種子萌發(fā)、光周期響應(yīng)、非生物脅迫及開花調(diào)控等多種生物學(xué)途徑［50-55］。

3.1 生長(zhǎng)發(fā)育

Dof蛋白參與植物的多種生長(zhǎng)發(fā)育［56］。在擬南芥中，OBP結(jié)合蛋白1（OBF binding protein 1，OBP1）蛋白作為Dof轉(zhuǎn)錄因子家族成員之一，是首先被報(bào)道出來的OCS元件結(jié)合因子（OCS element binding factor，OBF），OBP1的過表達(dá)導(dǎo)致了細(xì)胞周期相關(guān)基因顯著上調(diào)表達(dá)，染色質(zhì)免疫沉淀實(shí)驗(yàn)證實(shí)，OBP1的直接靶點(diǎn)至少包括核心細(xì)胞周期基因CYCD3；3和復(fù)制特異性轉(zhuǎn)錄因子基因AtDOF2.3；OBP1在細(xì)胞培養(yǎng)中的短期激活影響了細(xì)胞周期的重新進(jìn)入，縮短了G1期的持續(xù)時(shí)間和細(xì)胞周期的總長(zhǎng)度，OBP1組成性過表達(dá)則影響了細(xì)胞的大小和細(xì)胞數(shù)量，導(dǎo)致植株矮化；在胚胎發(fā)生、萌發(fā)和側(cè)根起始階段的表達(dá)表明，OBP1在細(xì)胞周期的重新進(jìn)入中起著重要的作用，是關(guān)鍵細(xì)胞周期基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子［57］。過表達(dá)AtDOF5.4/OBP4通過促進(jìn)內(nèi)循環(huán)的早期發(fā)生，抑制細(xì)胞的擴(kuò)增，降低了轉(zhuǎn)基因擬南芥細(xì)胞的大小和數(shù)目，導(dǎo)致轉(zhuǎn)基因植株矮小。因此，OBP4（OCS element binding factor，OBF4）作為一個(gè)負(fù)調(diào)控因子，調(diào)節(jié)擬南芥細(xì)胞的擴(kuò)張和細(xì)胞周期進(jìn)程［58］，并且OBP4通過與根毛缺陷型RSL2（ROOT HAIR DEFECTIVE6-LIKE2）基因的啟動(dòng)子結(jié)合，抑制RSL2的轉(zhuǎn)錄，有助于抑制擬南芥根毛依靠脫落酸（Abscisic acid，ABA）的生長(zhǎng)［59］。AtDof2.4啟動(dòng)子在葉片原核、根和胚的原形成層細(xì)胞中均有活性，而AtDof5.8啟動(dòng)子活性在幼苗葉片原核、發(fā)育胚胎的子葉和發(fā)育花芽的維管組織的前緣靜脈細(xì)胞中均有特異性表達(dá)，表明AtDof2.4和AtDof5.8在擬南芥不同生長(zhǎng)發(fā)育過程中發(fā)揮不同作用［42，60］；AtDof6的轉(zhuǎn)錄水平在干燥的種子中積累，在催熟和種子吸脹時(shí)逐漸衰減。研究表明，AtDof6對(duì)種子萌發(fā)起負(fù)調(diào)控作用，ABA超敏表型以及ABA生物合成基因ABA1和ABA相關(guān)脅迫基因的表達(dá)增加，酵母雙雜交和雙分子熒光互補(bǔ)實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，AtDof6可以與種子萌發(fā)陽性調(diào)節(jié)因子TCP14發(fā)生蛋白互作。在TCP14突變體中，ABA1和與ABA相關(guān)的應(yīng)激基因的表達(dá)也增強(qiáng)，表明AtDof6對(duì)種子萌發(fā)起負(fù)調(diào)控作用，并與TCP14對(duì)一組特定的ABA相關(guān)基因的調(diào)控功能相違背［61］。AtDof5.6/HCA2（high cambial activity 2）優(yōu)先在各器官的維管系統(tǒng)中表達(dá)，尤其在花序莖的形成層、韌皮部和束間薄壁細(xì)胞中，進(jìn)一步研究表明，HCA2促進(jìn)束間形成層在花序梗發(fā)育的早期階段形成。由此表明AtDof5.6/HCA2參與了擬南芥束間形成層的形成和維管組織發(fā)育的調(diào)控［62］；AtDof4.7基因在擬南芥的長(zhǎng)角果和里層中豐富表達(dá)，過表達(dá)AtDof4.7基因?qū)е乱戆旰托廴锏拿撀鋾r(shí)間明顯推遲，進(jìn)而影響花器官的脫落［2］，表明AtDOF4.7作為轉(zhuǎn)錄復(fù)合物的一部分參與脫落的控制，直接調(diào)控細(xì)胞壁水解酶的表達(dá)［63］；Dof2.1通過MYC2-Dof2.1-MYC2前饋轉(zhuǎn)錄環(huán)作為JA誘導(dǎo)葉片衰老的增強(qiáng)劑，促進(jìn)擬南芥葉片衰老［64］。在小麥中，Dof轉(zhuǎn)錄因子小麥醇溶一谷蛋白盒結(jié)合因子（Wheat prolamin-box binding factor，WPBF）是從小麥胚乳中分離到的一種DOF轉(zhuǎn)錄因子，蛋白質(zhì)體外結(jié)合實(shí)驗(yàn)和雙分子熒光互補(bǔ)實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，WPBF可以與TaQM發(fā)生相互作用，并且TaQM的表達(dá)模式與WPBF相似；在轉(zhuǎn)基因擬南芥的種子和維管系統(tǒng)中觀察到了WPBF基因的啟動(dòng)子活性，這與WPBF在小麥中的表達(dá)譜一致。由此表明，WPBF不僅在小麥種子發(fā)育過程中起作用，在其他生長(zhǎng)發(fā)育過程中也起作用，具有功能的多樣性［65］。番茄中，SlDOF10參與維管組織的發(fā)育，并且在生殖發(fā)育過程中發(fā)揮重要作用［66］；SlDof1在高度富含保衛(wèi)細(xì)胞的表皮中表達(dá)，凝膠阻滯實(shí)驗(yàn)顯示，SlDof1能夠與特異的TAAAG基序相互結(jié)合，該結(jié)果為TAAAG元件是調(diào)控細(xì)胞特異性基因表達(dá)的Dof蛋白的靶位點(diǎn)提供了證據(jù)［67］。超表達(dá)35S∷SlCDF3通過提高光合作用和糖的利用，提高了轉(zhuǎn)基因番茄植株的生物產(chǎn)量，轉(zhuǎn)錄組分析顯示，CDF3（CYCLING DOF FACTOR 3）基因參與調(diào)控氧化還原穩(wěn)態(tài)、光合作用性能和初級(jí)代謝相關(guān)基因的表達(dá)，進(jìn)而提高生物產(chǎn)量［68］。在大豆中，過表達(dá)GmDof11顯著增加了轉(zhuǎn)基因植株的分枝數(shù)、主莖節(jié)數(shù)和百粒重，并提高了種子含油量及大豆的產(chǎn)量［42，69］。OsDof24和OsDof25能夠調(diào)節(jié)水稻種子中貯藏蛋白谷蛋白GluB-1基因的表達(dá)［70］；過表達(dá)OsDof12減少轉(zhuǎn)基因水稻主支和側(cè)支的數(shù)目、降低植株高度、葉片直立變短、小穗長(zhǎng)度變小。由此說明，OsDof12參與水稻植株結(jié)構(gòu)的形成［71］。

3.2 碳氮代謝

在玉米中，ZmDof1（MNB1a）不僅誘導(dǎo)磷酸烯醇丙酮酸羧化酶（Phosphoenol pyruvate carboxylase，PEPC）和正磷酸雙激酶（cyPPDK）基因的表達(dá)，調(diào)控氮的代謝［41，72］，而且超表達(dá)ZmDof1導(dǎo)致轉(zhuǎn)基因擬南芥氮含量提高30%［44］；過量表達(dá)ZmDOF36導(dǎo)致轉(zhuǎn)基因玉米淀粉結(jié)構(gòu)異常，淀粉合成相關(guān)基因上調(diào)表達(dá)，玉米淀粉含量增加，可溶性糖和還原糖含量降低，酵母單雜交結(jié)果顯示，ZmDOF36可以直接調(diào)控ZmAGPS1a、ZmAGPL1、ZmGBSSI、ZmSSIIa、ZmISA1和ZmISA3基 因 轉(zhuǎn) 錄［73］；ZmDof3在 體 內(nèi)外均可與淀粉生物合成基因Du1和Su2啟動(dòng)子中的Dof核心元件結(jié)合。進(jìn)一步分析表明，ZmDof3的敲除降低了參與糊粉細(xì)胞分化的Nkd1的表達(dá)，ZmDof3可以與Nkd1啟動(dòng)子的Dof核心元件結(jié)合，表明ZmDof3在玉米胚乳發(fā)育過程中起著正向調(diào)節(jié)作用，在調(diào)控淀粉積累和糊粉蛋白發(fā)育的信號(hào)系統(tǒng)中起著積極的調(diào)節(jié)作用［74］。OsDof13是ZmDof1的同源基因，該基因也參與低氮脅迫響應(yīng)［37］，OsDOF18通過誘導(dǎo)水稻根系中氨轉(zhuǎn)運(yùn)體來控制植株對(duì)氨的吸收［75］。豌豆中，PsDof7基因參與碳代謝，在葡萄糖處理下該基因上調(diào)表達(dá)［76］。在甘薯中，超量表達(dá)Dof類轉(zhuǎn)錄因子SRF1通過對(duì)液泡轉(zhuǎn)化酶基因的負(fù)調(diào)控，調(diào)節(jié)貯藏根的碳水化合物代謝，增加淀粉鮮重在轉(zhuǎn)基因植株中含量，顯著降低了葡萄糖和果糖所占比重［41，77］。綜上所述，Dof轉(zhuǎn)錄因子在植物碳氮代謝中發(fā)揮了重要作用。

3.3 非生物脅迫

大量研究表明，Dof轉(zhuǎn)錄因子參與植物的非生物脅迫等抗性反應(yīng)［47，78］。在擬南芥中，MeJA誘導(dǎo)AtDof1.1基因的表達(dá)，表達(dá)量上調(diào)2-3倍［79-80］，ATDOF5.8通過調(diào)控質(zhì)膜結(jié)合NAC蛋白ANAC069來參與鹽脅迫響應(yīng)［81］，CDF3基因的表達(dá)受高鹽、干旱、高溫和ABA的誘導(dǎo)，過表達(dá)CDF3提高轉(zhuǎn)基因擬南芥干旱、低溫和滲透脅迫的耐受程度，縮短轉(zhuǎn)基因植株的開花時(shí)間。然而，缺失表達(dá)CDF3（cdf3-KO）引起轉(zhuǎn)基因植株抗性減弱，CDF3可以調(diào)控細(xì)胞滲透和活性氧（Reactive oxygen species，ROS）穩(wěn)態(tài)相關(guān)基因表達(dá)，通過多跨膜結(jié)構(gòu)蛋白GI（GIGANTEA）調(diào)節(jié)應(yīng)答植物中糖和氨基酸水平的變化，由此說明，擬南芥CDF3基因在非生物脅迫中發(fā)揮了多重作用［82］。在番茄中，SlCDF1-5是擬南芥CDFs的同源基因，在干旱、鹽、熱和低溫處理后，出現(xiàn)不同程度的上調(diào)表達(dá)，表明SlCDF1-5參與非生物脅迫響應(yīng)；將SICDF1和SICDF3轉(zhuǎn)入擬南芥，提高了轉(zhuǎn)基因植株的抗旱能力［83］。二穗短柄草中，BdCBF1、BdCBF2和BdCBF3通過調(diào)節(jié)下游靶基因Dhn5.1（DEHYDRIN5.1）和冷相關(guān)COR（COLDREGULATED），在寒冷、干旱和鹽脅迫中發(fā)揮重要作用［84］。TaDofs參與小麥顆粒發(fā)育及非生物脅迫響應(yīng)，TaDof16、TaDof26和TaDof96在干旱脅迫處理下分別上調(diào)2倍、7倍和12倍［85］；在大白菜中，大部分的BraDofs基因的表達(dá)受到冷、熱、高鹽度和干旱脅迫的誘導(dǎo)。過表達(dá)GhDof1轉(zhuǎn)基因棉花的耐鹽性和耐寒性明顯高于野生型，鹽脅迫促進(jìn)GhDof1超表達(dá)植株根系的生長(zhǎng)，應(yīng)激反應(yīng)基因GhP5CS、GhSOD和GhMYB在轉(zhuǎn)基因株系中的表達(dá)水平均有不同程度的上調(diào)，部分轉(zhuǎn)基因植株油含量增加，蛋白質(zhì)含量降低，表明GhDof1是提高陸地棉非生物脅迫耐受性和籽油含量的功能轉(zhuǎn)錄因子［86］。在楊樹中，7個(gè)基因（PtrDof14、16、25、27、28、37和39）在ABA和滲透脅迫下，在葉片和根中持續(xù)上調(diào)表達(dá)，PtrDof27和PtrDof28在ABA處理中的葉片和根組織中，與擬南芥的同源基因（AT5G66940）具有相似的表達(dá)模式，表達(dá)量均得到了提高［87］。在剛毛檉柳中，ThDof1.4通過提高脯氨酸水平，增強(qiáng)ROS的清除能力，同時(shí)調(diào)控ThSODs、ThPODs、ThP5CS1和ThP5CS2基因的表達(dá)，顯著提高了轉(zhuǎn)基因植株非生物脅迫耐受性［88］。

3.4 開花調(diào)控

Dof轉(zhuǎn)錄因子還參與植物開花五大調(diào)控途徑中的光周期途徑。在擬南芥中，AtCDFs是開花抑制因子，該基因的表達(dá)受光周期的影響［2］。AtCDF1通過與開花誘導(dǎo)因子CO（CONSTANS）和成花基因FT（FLOWERING LOCUS T）啟動(dòng)子中的特異位點(diǎn)結(jié)合，抑制CO和FT基因的轉(zhuǎn)錄，導(dǎo)致AtCDF1轉(zhuǎn)基因擬南芥開花延遲，然而在長(zhǎng)日照條件下，泛素蛋白FKF1（F-BOX 1）與多跨膜結(jié)構(gòu)蛋白GI（GIGANTEA）形成GI-FKF1（GIGANTEA-FLAVINBINDING，KELCH REPEAT，F(xiàn)-BOX1）蛋白復(fù)合體，抑制AtCDF1基因的轉(zhuǎn)錄，將AtCDF1從CO的啟動(dòng)子區(qū)域解除下來，進(jìn)而促進(jìn)開花［2，89-91］。AtDof4.1作為一個(gè)轉(zhuǎn)錄抑制因子，延遲擬南芥開花，并且抑制生殖器官發(fā)育，葉片、花和角果變小［55］。在水稻中，OsDofs在抽穗期發(fā)揮調(diào)控作用，存在基因冗余現(xiàn)象［92］；OsDofs參與光周期響應(yīng)，黑暗抑制OsDof12基因表達(dá)，光照誘導(dǎo)表達(dá)，在長(zhǎng)日照（LDs）條件下，超表達(dá)OsDof12顯著降低轉(zhuǎn)基因水稻開花時(shí)間，下游基因Hd3a（Heading date3a）和OsMADS14（MCM1、AGAMOUS、DEFICIENS和SRF14）上調(diào)表達(dá)，推測(cè)OsDof12基因通過直接或間接調(diào)節(jié)Hd3a和OsMADS14基因的表達(dá)，進(jìn)而改變水稻開花時(shí)間［93］。干擾水稻晝夜波動(dòng)OsRdd1（Rice Dof daily fluctuations 1）基因后，延長(zhǎng)干擾植株的開花時(shí)間，并且水稻種子顆粒大小和千粒重均顯著減小［2，94］。超表達(dá)SlCDF3抑制轉(zhuǎn)基因擬南芥株系中CO和FT基因的表達(dá)，導(dǎo)致轉(zhuǎn)基因植株開花延遲［83］。CDF1-CDF3、CDF5基因的表達(dá)受光周期的調(diào)控，在光周期開始時(shí)表達(dá)量最高，處理16 h-20 h時(shí)轉(zhuǎn)錄水平降為最低值，在黎明時(shí)升高［95］。在麻風(fēng)樹中，JcDof1和JcDof3基因在持續(xù)光照條件下，呈現(xiàn)出晝夜振蕩表達(dá)模式，并受藍(lán)光和紅光的影響，JcDof3可以與F-box發(fā)生體外蛋白互作，調(diào)節(jié)光周期開花［42，96］。在番茄中，SlCDFs基因也參與光周期響應(yīng)，其中，SlCDF1和SlCDF3在光周期起始階段表達(dá)量最高，然而，SlCDF2、SlCDF4和SlCDF5在夜晚表達(dá)量達(dá)到峰值［83］。在多年生多次開花的楊樹中，PttCDFs基因與擬南芥的AtCDFs具有相似的晝夜振蕩表達(dá)模式，在光周期的起始階段表達(dá)量最高，由此說明，CDFs基因在擬南芥和楊樹中功能具有保守性［97］。在梨樹中，PbDof9.2基因的表達(dá)受光周期和生物鐘的調(diào)節(jié)，在擬南芥中異源表達(dá)PbDof9.2，通過促進(jìn)PbTFL1a和PbTFL1b基因的轉(zhuǎn)錄，抑制開花時(shí)間調(diào)節(jié)因子FT的活性，延長(zhǎng)轉(zhuǎn)基因植株的開花時(shí)間，表明Dof轉(zhuǎn)錄因子在植物光周期調(diào)控開花中具有功能保守性［36］。在苜蓿中，MtCDFd1_1呈現(xiàn)周期性的晝夜表達(dá)模式，在黎明時(shí)轉(zhuǎn)錄水平達(dá)到峰值，過表達(dá)MtCDFd1_1導(dǎo)致苜蓿在春化條件下開花延遲，在非春化條件下開花時(shí)間不受影響，MtCO-like基因的表達(dá)沒有變化；長(zhǎng)日照誘導(dǎo)基因MtFTa1、MtFTb1、MtFTb2、和MtSOC1a下調(diào)表達(dá)［98］。Mtfta1和35S：MtCDFd1_1雙重突變體植株的開花時(shí)間不晚于Mtfta1，表明35S：MtCDFd1_1可能通過抑制MtFTa1的表達(dá)，進(jìn)而影響春化條件下的開花，MtCDFs在苜蓿光周期下通過冗余的抑制FT-like基因（尤其是MtFTa1）的表達(dá)發(fā)揮作用，但是以CO獨(dú)立的光周期調(diào)控方式這與擬南芥中不同［98］。

4 Dof轉(zhuǎn)錄因子在毛竹中的研究進(jìn)展

毛竹為禾本科竹亞科剛竹屬散生竹，是竹類植物中分布面積最大，用處最廣，集經(jīng)濟(jì)、生態(tài)、社會(huì)效益于一體的筍材兩用竹種。Dof轉(zhuǎn)錄因子在毛竹的非生物脅迫以及開花調(diào)控中也發(fā)揮重要作用。研究表明，大部分PheDofs參與毛竹干旱、低溫和高鹽的響應(yīng)［99］，在4℃低溫和250 mmol/L NaCl處理的幼莖中，PheDof4-1誘導(dǎo)表達(dá)，而在20% PEG8000的根中轉(zhuǎn)錄水平顯著下降［39］；GUS染色結(jié)果表明，PheDof12-1主要在轉(zhuǎn)基因擬南芥的根、下胚軸、葉片維管束、雄蕊和花瓣中表達(dá)［100］。表達(dá)模式結(jié)果顯示，PheDofs在毛竹早期花序和盛花期中表達(dá)量較高［101］，不同花發(fā)育時(shí)期轉(zhuǎn)錄組測(cè)序結(jié)果顯示，有238個(gè)基因與毛竹開花相關(guān)，PheDofs基因在毛竹開花過程中成倍上調(diào)表達(dá)，在毛竹花發(fā)育的早期階段高量表達(dá)［102］，干旱誘導(dǎo)PheDofs上調(diào)表達(dá)，促進(jìn)Hd3a和MADS14基因轉(zhuǎn)錄，進(jìn)而促進(jìn)毛竹開花［103］，推測(cè)Dof-Hd3a-MADS14調(diào)控通路在毛竹開花途徑中發(fā)揮關(guān)鍵作用［104］。原位雜交實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，PheDof1在毛竹的頂端分生組織、花序軸、穎片和苞片中表達(dá)；免疫印跡試驗(yàn)表明，PheDof1主要在毛竹花發(fā)育的花芽形成期、花序伸長(zhǎng)期和盛花期中表達(dá)，這表明PheDof1參與毛竹開花［105-106］。在擬南芥中超表達(dá)PheDof12-1，導(dǎo)致轉(zhuǎn)基因植株開花提前，開花誘導(dǎo)因子FT、SOC1（SUPPRESSOR OF OVEREXPRESSION OF CONSTANS）、AGL24

（AGAMOUS-LIKE24）上調(diào)表達(dá)，開花抑制SVP（SHORT VEGETATIVE PHASE）、FLC（FLOWERING LOCUS C）下調(diào)表達(dá)；PheDofs是節(jié)律基因，參與光周期響應(yīng)，在光周期處理?xiàng)l件下，大部分PheDofs基因在光照的起始階段表達(dá)量較高，在黃昏時(shí)分表達(dá)量較低，酵母單雜交結(jié)果顯示，PheDof12-1可以與PheCOL4的啟動(dòng)子結(jié)合［100］。由此表明，PheDofs基因具有功能多樣性和保守性，不僅參與非生物脅迫響應(yīng)，還參與光周期調(diào)控毛竹開花。

5 展望

Dof轉(zhuǎn)錄因子廣泛參與植物的種子萌發(fā)、碳氮代謝、非生物脅迫、開花調(diào)控等過程，表明了Dof轉(zhuǎn)錄因子在植物的生長(zhǎng)發(fā)育過程中發(fā)揮重要作用。到目前為止，Dof轉(zhuǎn)錄因子的研究主要集中在模式植物和一年生植物中［43］，如擬南芥、水稻、番茄、大豆和玉米等。但是在多年生一次開花的毛竹中的研究少之甚少。該研究領(lǐng)域主要集中在毛竹筍的快速生長(zhǎng)及激素調(diào)節(jié)等方面，在開花調(diào)控過程中，僅MADS-box、SOC1和FT基因有少量報(bào)道，其他轉(zhuǎn)錄因子相關(guān)報(bào)道幾乎為零，并且PheDofs轉(zhuǎn)錄因子的靶基因尚不明確，與其他轉(zhuǎn)錄因子或蛋白的相互作用共同調(diào)控毛竹開花的分子機(jī)制尚不清楚，是否像其他模式植物一樣通過Dof-CO-FT通路調(diào)節(jié)毛竹開花，還需要進(jìn)一步研究。因此，在今后的研究中可以利用生物信息學(xué)、分子生物學(xué)和遺傳學(xué)方法，探索Dof轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控毛竹開花的下游靶基因及其互作蛋白，這將有助于探索毛竹開花的分子機(jī)制，為研究其調(diào)控網(wǎng)絡(luò)提供新的思路和方法。