李哲張少絢黃榮峰

（1. 中國農(nóng)業(yè)科學院生物技術(shù)研究所，北京 100081；2. 青島農(nóng)業(yè)大學生命科學學院，青島 266000）

水稻OsSHAT1和OsRSR1應(yīng)答激素及逆境脅迫的表達特性

李哲1張少絢2黃榮峰1

（1. 中國農(nóng)業(yè)科學院生物技術(shù)研究所，北京 100081；2. 青島農(nóng)業(yè)大學生命科學學院，青島 266000）

旨在研究AP2家族類因子是否參與逆境脅迫應(yīng)答過程。通過序列比對發(fā)現(xiàn)，水稻OsSHAT1和OsRSR1蛋白序列一致性達41.92%，表明OsSHAT1和OsRSR1是同源性較高的AP2家族因子；且OsSHAT1和OsRSR1基因啟動子序列都包含有ABRE、DRE、MYB、MYC、WRKY、GCC-box和ERE等應(yīng)答不同脅迫及激素信號的元件?；虮磉_分析表明，OsSHAT1受低溫、NaCl、ABA、ACC抑制，受干旱誘導表達；而OsRSR1受低溫、干旱、ABA、ACC抑制，受NaCl誘導表達。推測OsSHAT1和OsRSR1可能通過不同的轉(zhuǎn)錄調(diào)控方式影響耐逆相關(guān)基因的表達，進而調(diào)節(jié)水稻不同的逆境脅迫反應(yīng)。

AP2；OsSHAT1；OsRSR1；非生物脅迫；水稻

AP2/ERF家族是一個龐大的轉(zhuǎn)錄因子超家族，該家族基因編碼蛋白序列中具有典型AP2/ERF DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域。ERF結(jié)構(gòu)域第一次作為一個保守的結(jié)構(gòu)域的報道是在1995年，由Ohme-Takagi和Shinshi在煙草的4個DNA結(jié)合蛋白（ERF1-4）中發(fā)現(xiàn)的，該結(jié)構(gòu)域能夠與一類響應(yīng)乙烯信號的基因啟動子中的GCC序列相結(jié)合［1］。根據(jù)AP2/ERF結(jié)構(gòu)域的數(shù)量以及基因功能可以將AP2/ERF超家族分為4個家族，包括AP2、ERF、RAV和DREB［2］。AP2家族蛋白具有兩個AP2/ERF結(jié)構(gòu)域，并且能夠分成兩個同宗群AP2和ANT（AINTEGUMENTA）［3］；ERF家族蛋白包含一個AP2/ERF結(jié)構(gòu)域，根據(jù)該結(jié)構(gòu)域結(jié)合的DNA序列的不同，ERF家族進一步分成ERF和CBF/DREB亞家族。ERF亞家族蛋白能夠結(jié)合AGCCGCC核心序列，CBF/DREB則能夠識別干旱和低溫響應(yīng)元件A/GCCGAC［4］；RAV家族蛋白除了具有一個AP2/ERF結(jié)構(gòu)域，還含有一個B3結(jié)構(gòu)域。

AP2/ERF轉(zhuǎn)錄因子作為一類十分重要的轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子家族，幾乎存在于所有的植物當中。目前，隨著多種植物的全基因組測序完成，AP2/ERF家族已經(jīng)在擬南芥、葡萄、白楊和水稻中鑒定出來，其基因組中分別包含了145、132、200和163個該家族的基因［5］。許多研究表明，AP2/ERF轉(zhuǎn)錄因子在參與多種生物學過程的調(diào)控當中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，包括植物生長、花、果實、種子的發(fā)育，并且在植物應(yīng)對機械損傷、病菌侵染、高鹽、干旱、低溫等環(huán)境脅迫中也起到十分重要的調(diào)控作用。另外，AP2/ERF類轉(zhuǎn)錄因子還能夠參與到多種植物激素信號轉(zhuǎn)導與代謝途徑當中，如脫落酸、乙烯、茉莉酸、油菜素內(nèi)酯以及赤霉素等，并且能夠通過調(diào)控這些植物激素途徑參與到植物逆境脅迫反應(yīng)當中。當植物感受到逆境脅迫信號時，能夠在轉(zhuǎn)錄水平上調(diào)控相關(guān)基因的表達，從而增強植物對不良環(huán)境的適應(yīng)能力。植物激素在這一過程中起著不可或缺的作用，特別是乙烯、脫落酸對調(diào)控植物鹽脅迫、干旱脅迫等非生物脅迫反應(yīng)十分關(guān)鍵。

ERF和RAV家族因子在響應(yīng)激素信號，調(diào)節(jié)生物和非生物脅迫反應(yīng)中發(fā)揮著重要作用［6-8］。 其中，DREB類轉(zhuǎn)錄因子能夠響應(yīng)多種逆境脅迫信號。如水稻OsDERF1是響應(yīng)干旱脅迫的ERF類基因，可通過調(diào)控轉(zhuǎn)錄抑制子OsAP2-39和OsERF3基因的表達負調(diào)控乙烯合成，影響水稻耐旱性［9］。OsDREB1F 受高鹽、干旱、冷脅迫和ABA處理誘導，但不受病原菌、機械損傷和雙氧水處理誘導，OsDREB1F 基因的轉(zhuǎn)基因水稻和擬南芥對高鹽、干旱和低溫的抗性增強［10，11］。SERF1基因?qū)貲REB亞家族中第二類ERF基因，在參與水稻鹽脅迫反應(yīng)中Na+區(qū)室化作用以及H2O2的清除反應(yīng)中發(fā)揮作用［12］。擬南芥中的研究也揭示了乙烯信號途徑參與到鹽脅迫反應(yīng)當中。ESE1表達受乙烯和NaCl的誘導，并受EIN3的直接調(diào)控，ESE1蛋白進一步結(jié)合鹽相關(guān)基因RD29A和 COR15A啟動子，調(diào)控擬南芥鹽脅迫反應(yīng)［13］。

AP2家族基因主要參與植物發(fā)育調(diào)控［14-16］。最早證明AP2基因調(diào)控植物發(fā)育的證據(jù)是由Jufuku等［17］在模式植物擬南芥中發(fā)現(xiàn)的一個AP2基因，該基因含有兩個AP2結(jié)構(gòu)域，參與花發(fā)育的調(diào)控。番茄AP2家族基因SlAP2a在果實發(fā)育和成熟過程中表達， 并通過負調(diào)控乙烯的合成影響果實的成熟，說明SlAP2a在果實發(fā)育過程中發(fā)揮重要的作用［18］。水稻SNB 基因編碼的蛋白屬于禾本科植物特有IDS1 家族成員，含有兩個AP2 結(jié)構(gòu)域，該基因在發(fā)育中的小穗表達量最高，是小穗分生組織向花分生組織正確轉(zhuǎn)變以及花器官模式的正確形成所必需的，SNB 基因突變后小穗分生組織向花分生組織轉(zhuǎn)變延遲而苞葉形成的時期延長［19］。

雖然大量研究表明AP2家族基因能夠在調(diào)控植物生長發(fā)育中發(fā)揮作用，但是該家族基因在響應(yīng)激素和非生物脅迫中的作用卻鮮有報道。本研究利用RAP-DB水稻數(shù)據(jù)庫搜索到具有2個AP2結(jié)構(gòu)域的 基 因OsSHAT1（SHATTERING ABORTION1；Os-04g0649100）和OsRSR1（RICE STARCH REGULATOR1；Os05g0121600），已有研究表明這兩個AP2家族基因在調(diào)控水稻發(fā)育中發(fā)揮作用。其中OsSHAT1通過調(diào)節(jié)離層區(qū)的發(fā)育調(diào)控水稻落粒性，而OsRSR1的功能則在于影響水稻籽粒中淀粉的合成［20，21］，但二者是否能夠在逆境脅迫中發(fā)揮作用尚不清楚。本研究通過對OsSHAT1和OsRSR1基因的蛋白序列、啟動子元件以及不同非生物脅迫和激素處理條件下的表達特性進行分析，旨在為探究OsSHAT1和OsRSR1在逆境脅迫中的作用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

以粳稻品種日本晴（Oryza sativa L. subsp. japonica cv. Nipponbare）為供試材料。

1.2 方法

1.2.1 材料處理 選取飽滿的日本晴水稻種子，37℃溫箱中浸種2 d，待種子露白后，種于松軟的土壤中，置于溫室（26℃，16 h光照/8 h黑暗）中培養(yǎng)，生長兩周的幼苗用于逆境脅迫和激素處理。

NaCl（鹽脅迫）、ABA和ACC處理采用噴施葉片的方法。處理組的水稻幼苗利用超純水配制的200 mmol/L NaCl溶 液、100 μmol/L ABA和100μmol/L ACC溶液充分噴施葉片［22-24］，NaCl和ACC處理的對照組幼苗同時進行超純水噴施處理（ACC母液溶劑為超純水）；ABA處理的對照組根據(jù)ABA工作液中乙醇的濃度配制相應(yīng)濃度乙醇水溶液進行噴施（ABA母液溶劑為無水乙醇），排除溶液中存在的微量乙醇對基因表達的干擾，取樣時間設(shè)置為0、0.5、1、2、4和8 h；干旱處理，將根部土壤小心清洗干凈，盡量避免根部損傷，然后轉(zhuǎn)移到1/2MS液體培養(yǎng)基中恢復培養(yǎng)24 h，再轉(zhuǎn)移到含有20% PEG6000的1/2MS液體培養(yǎng)基中模擬干旱處理，此過程中，對照組幼苗在1/2MS液體培養(yǎng)基中持續(xù)培養(yǎng)。由于水稻幼苗對此模擬干旱條件較為敏感，因而將取樣時間縮短，設(shè)置為0、0.5、1、2、4和6 h；低溫脅迫處理，將幼苗置于10℃培養(yǎng)箱中（16 h光照/8 h黑暗），同時將對照組水稻幼苗置于26℃培養(yǎng)箱中（16 h光照/8 h黑暗），取樣時間點為0、0.5、1、2、4和8 h。剪取葉片樣品時，每份至少選取3株水稻幼苗相同部位的葉片，并將取得的葉片材料迅速置于液氮中冷凍，保存于-80℃冰箱中。

1.2.2 qPCR檢測基因表達 分別提取不同處理后的水稻葉片總RNA，并反轉(zhuǎn)錄成cDNA（TIANGEN反轉(zhuǎn)錄試劑盒），用于熒光定量PCR分析（IQ5，Bio-Rad）。qPCR反應(yīng)體系為cDNA模板1 μL，正、反向引物各0.5 μL，EVA Green mix（abm）10 μL，ddH2O 8 μL；反應(yīng)程序為：95℃預(yù)變性10 min；95℃變性 15 s，58℃退火15 s，72℃延伸20 s，45個循環(huán)。Real-time PCR溶解曲線以1℃/min的速率從55℃升溫至95℃，儀器記錄熒光信號并繪制出擴增產(chǎn)物的熔解曲線。以actin為內(nèi)參，設(shè)置0 h的基因表達量為1，得到處理不同時段相對基因表達水平。目的基因及內(nèi)參基因引物序列為：qSHAT1-F：5'-CAACCGCTACAGCAGCTGCA-3'，qSHAT1-R：5'-GACGATGAATGCAGCGATCTTG-3'；qRSR1-F：5'-GATAGCGGCTCCCTTGGC-3'，qRSR1-R：5'-TGGCTTCTTTCCTTTTTATCAA-3'；ACTIN-F：5'-GACCTTGCTGGGCGTGAT-3'，ACTIN-R：5'-GTCATAGTCCAGGGCGATGT-3'。

1.2.3 生物信息學分析 利用RAP-DB水稻數(shù)據(jù)庫（http：//rapdb.dna.affrc.go.jp/）查詢基因和蛋白序列；Motif scan軟件（http：//hits.isb-sib.ch/cgi-bin/PFSCAN）分析蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)域；GenBank查詢啟動子序列（http：//www.ncbi.nlm.nih.gov/genbank/）；蛋白序列比對利用DNAMAN和ClustalW軟件；系統(tǒng)進化分析采用MEGA5.1軟件，Neighbor-Joining方法聚類，bootstrap設(shè)置為500個重復。啟動子元件分析利用Place數(shù)據(jù)庫（http：//www.dna.affrc.go.jp/PLACE/）。

2 結(jié)果

2.1 水稻OsSHAT1和OsRSR1的生物信息學分析

蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)分析顯示，OsSHAT1和OsRSR1蛋白結(jié)構(gòu)中具有兩個AP2/ERF結(jié)構(gòu)域，是AP2家族轉(zhuǎn)錄因子的典型特征。其C-端分別具有LxLxL和L/FDLNL/F（X）P類型的EAR模體，該結(jié)構(gòu)域可能在轉(zhuǎn)錄因子某些調(diào)控途徑中發(fā)揮抑制作用。OsSHAT1和OsRSR1蛋白序列一致性為41.92%（圖1），表明OsSHAT1和OsRSR1是同源性較高的AP2家族因子。通過RAP-DB數(shù)據(jù)庫BLASTP搜索獲得了17個與OsSHAT1和OsRSR1具有較高序列一致性（＞40%）的AP2家族基因，進化關(guān)系分析發(fā)現(xiàn)在這19個基因當中，OsSHAT1和OsRSR1在進化關(guān)系上最近，同時它們與另外兩個調(diào)控水稻小穗發(fā)育的基因SNB（SUPERNUMERARY BRACT；Os07g0235800）、OsIDS1（ INDETERMINATE SPIKELET 1；Os03g08188-00）［25］也在進化關(guān)系上較近（圖2），都具有兩個AP2/ERF結(jié)構(gòu)域以及EAR模體，并且都受到mirR172（a-d）的調(diào)控［26］，說明這些基因可能屬于同一進化分支，在水稻花發(fā)育以及種子的成熟中共同發(fā)揮調(diào)控作用。

2.2 OsSHAT1和OsRSR1基因啟動子元件分析

植物響應(yīng)逆境和激素信號可以通過某些轉(zhuǎn)錄因子調(diào)節(jié)相關(guān)基因的表達水平來實現(xiàn)。因而，如果相關(guān)基因啟動子序列中存在響應(yīng)逆境脅迫和激素信號的元件，說明其可能參與應(yīng)答這些信號。對OsSHAT1和OsRSR1起始密碼子ATG上游2 kb啟動子區(qū)域進行分析，結(jié)果表明OsSHAT1啟動子中含有6個ABRE-like（ACGTG）元件，分別位于-743、-809和互補鏈的-529、-964、-978、-1 256位堿基；其互補鏈的-1 539位含有1個DRE（RCCGAC）元件；3個MYB元件（CNGTTR）分別位于互補鏈的-860、-1 623、-1 834位；2個MYC元件（CATGTG）位于-436和-1 951位；3個GCC核心元件（GCCGCC）位于-496、-564和互補鏈的-1 415位；另外還包括8個WRKY元件（TGAC），位于-393、-740、-910、-1 541、-1 555位和互補鏈的-333、-415、-423位（圖3-A）。OsRSR1啟動子中同樣包含這些元件，其中3個ABRE-like元件分別位于互補鏈的-763、-1 024、-1 630位；2個DRE元件，一個位于-1 439位，另一個位于互補鏈的-1 757位；4個MYB核心元件分別位于互補鏈的-27、-559、-945、-1 417位；4個MYC元件分別位于-1 287、-1 367、-1 395、-1 885位點；9個WRKY元件分別位于-1 539、-1 579、-1 969位，互補鏈的-519、-557、-1 075、-1 176、-1 249、-1 709位（圖3-B）；另外還包含一個乙烯響應(yīng)元件ERE，位于互補鏈的-125位。這些啟動子元件可能在響應(yīng)ABA、乙烯以及非生物脅迫信號中發(fā)揮作用，從而調(diào)控下游抗逆相關(guān)基因的表達。

圖1 OsSHAT1和OsRSR1蛋白序列比對

圖2 OsSHAT1和OsRSR1水稻同源基因系統(tǒng)進化分析

2.3 不同逆境脅迫處理條件下OsSHAT1和OsRSR1的表達分析

為探究OsSHAT1和OsRSR1能否對某些非生物脅迫產(chǎn)生應(yīng)答反應(yīng)，對日本晴水稻幼苗進行10℃低溫、干旱和200 mmol/L NaCl處理。熒光定量PCR檢測基因表達水平。結(jié)果表明，OsSHAT1和OsRSR1的表達都受到低溫的抑制，并且對低溫脅迫十分敏感。處理0.5 h時，兩個基因的表達明顯下調(diào)，OsSHAT1基因的表達水平相對于0 h降低了39%，而RSR1受到抑制作用更為顯著，表達量僅為0 h的10%。隨著處理時間的延長，OsSHAT1表達逐漸降低，處理8 h時，表達水平下降了74%，OsRSR1的表達則存在明顯的波動，可能受到其他因素的影響（圖4-A）。干旱和NaCl處理時，OsSHAT1和OsRSR1的表達具有明顯差異。OsSHAT1表達受到干旱脅迫的誘導，受高鹽脅迫的抑制；但OsRSR1的表達受到干旱脅迫的抑制，而受NaCl脅迫的誘導。干旱脅迫時，OsSHAT1基因表達迅速上調(diào)，0.5 h達到最高峰，是0 h表達量的3.5倍，隨后迅速下降；OsRSR1基因表達量則隨著時間延長不斷下降，最低表達水平僅為0 h時的10%（圖4-B）。NaCl對OsSHAT1的抑制作用較為平緩，0.5 h時的表達水平下降到處理前的80%，并在1 h時達到最低，為對照值的43%，隨后逐漸恢復正常水平。NaCl對OsRSR1的誘導，發(fā)揮作用較慢，處理2 h表達量才顯著上升，達到對照的2.6倍（圖4-C）。這些結(jié)果表明，OsSHAT1和OsRSR1基因能夠響應(yīng)低溫、干旱和NaCl脅迫，其不同的表達情況說明它們在水稻應(yīng)對環(huán)境中非生物脅迫時所發(fā)揮的作用存在差異，這其中可能存在十分復雜的相互作用和精細調(diào)控。

圖3 OsSHAT1（A）和OsRSR1（B）啟動子元件分析

圖4 低溫（A）、干旱（B）、NaCl（C）處理時OsSHAT1和OsRSR1的表達分析

2.4 不同激素處理條件下OsSHAT1和OsRSR1的表達分析

許多研究表明，植物激素特別是ABA和乙烯在調(diào)控非生物脅迫反應(yīng)中起著十分重要的作用。因而，對ABA和乙烯信號的響應(yīng)也部分反應(yīng)了某些基因在逆境脅迫中的作用。對日本晴水稻幼苗進行ABA和乙烯合成前體ACC處理后檢測基因表達情況發(fā)現(xiàn)，ABA和ACC抑制OsSHAT1和OsRSR1的表達，但抑制程度不同，OsRSR1的表達受到的抑制作用更顯著。ABA處理0.5 h時，OsSHAT1基因表達水平為0 h的65%，OsRSR1為6%（圖5-A）。同樣，ACC處理0.5 h時，OsSHAT1表達量為0 h時的39%，OsRSR1則僅為5%（圖5-B）。結(jié)果表明，OsSHAT1和OsRSR1能在不同程度上響應(yīng)植物激素ABA和乙烯信號，并可能通過這些激素信號途徑調(diào)控相關(guān)基因表達，影響水稻抗逆性。

圖5 ABA（A）、ACC（B）處理時OsSHAT1和OsRSR1的表達分析

3 討論

低溫、高溫、干旱、高鹽等非生物脅迫嚴重影響植物的生物量進而影響作物產(chǎn)量。為應(yīng)對這些不利環(huán)境，植物體發(fā)展出多種復雜的信號途徑應(yīng)對環(huán)境壓力。轉(zhuǎn)錄因子構(gòu)成了這樣復雜的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的主要成分，能夠及時有效的發(fā)揮信號轉(zhuǎn)導作用，減少不良環(huán)境對植物體的損傷［27］。模式植物擬南芥和水稻中已經(jīng)鑒定出多個轉(zhuǎn)錄因子家族，包括AP2/ERF、MYB、WRKY和NAC家族，這些家族的很多成員都參與了植物逆境脅迫反應(yīng)的調(diào)控［28］。其中AP2/ERF轉(zhuǎn)錄因子家族，能夠結(jié)合DRE/CRT、GCC-box 等順式作用元件，并通過乙烯或ABA的植物激素依賴的信號途徑調(diào)控生物或非生物脅迫反應(yīng)［29］。如OsERF922屬于AP2/ERF類轉(zhuǎn)錄因子，過表達OsERF922降低了水稻對鹽脅迫反應(yīng)的耐受力［30］；增強轉(zhuǎn)錄因子OsDREB2A的表達則能夠提高水稻對干旱和鹽脅迫的耐受力［31］。將大豆中AP2/ERF類轉(zhuǎn)錄因子GmERF3在煙草中表達能夠增強煙草對鹽、干旱脅迫和病原菌的抗性［32］。

AP2/ERF轉(zhuǎn)錄因子超家族中，AP2家族成員蛋白結(jié)構(gòu)中包含兩個AP2/ERF結(jié)構(gòu)域，許多研究表明該家族基因在調(diào)控植物發(fā)育中發(fā)揮作用，如APETALA2調(diào)控擬南芥花的發(fā)育和芽分生組織細胞大?。?3，34］；玉米中microRNA172能夠下調(diào)AP2亞家族基因Glossy15進而促進營養(yǎng)生長階段的過渡［35］；OsSHAT1和OsRSR1基因同樣也在調(diào)控水稻發(fā)育中具有十分重要的作用，其功能分別為調(diào)控水稻落粒性和籽粒中淀粉的合成。但是AP2家族基因在響應(yīng)非生物脅迫中的作用鮮見報道。本研究對兩個AP2家族基因OsSHAT1和OsRSR1的蛋白序列、逆境及激素處理條件下的表達特性進行了分析。蛋白序列分析結(jié)果表明，OsSHAT1和OsRSR1具有AP2家族蛋白典型的2個AP2/ERF結(jié)構(gòu)域，同時在其C-端具有EAR模體，說明OsSHAT1和OsRSR1可能在某些基因的表達調(diào)控中發(fā)揮抑制作用。啟動子元件分析顯示，OsSHAT1和OsRSR1基因啟動子序列中都存在多個應(yīng)答非生物脅迫以及植物激素乙烯、ABA的順式作用元件，包括ABRE-like、MYB、MYC、WRKY、DRE、GCC-box和ERE，這些元件在植物響應(yīng)環(huán)境中的逆境脅迫信號中發(fā)揮重要作用。如擬南芥AtMYC2轉(zhuǎn)錄因子能夠與RD22基因啟動子中的MYC元件結(jié)合，并激活RD22基因的表達，導致ABA和干旱誘導基因表達上調(diào)［36］。誘導表達分析結(jié)果表明，OsSHAT1的表達受到低溫、NaCl、ABA、ACC的抑制，受干旱誘導；OsRSR1的表達受低溫、干旱、ABA、ACC的抑制，受NaCl的誘導。這些結(jié)果說明OsSHAT1和OsRSR1能夠響應(yīng)激素及逆境脅迫信號，并且在感受到這些信號時其表達迅速發(fā)生變化，進而及時有效地調(diào)控下游逆境相關(guān)基因的表達，來應(yīng)對不良環(huán)境，而這些基因表達變化則可能通過某些轉(zhuǎn)錄因子與其啟動子中響應(yīng)逆境和激素信號的相關(guān)元件結(jié)合來實現(xiàn)。另外，不同的逆境脅迫，特別是干旱和鹽脅迫對OsSHAT1和OsRSR1的表達影響是不同的，說明OsSHAT1和OsRSR1在應(yīng)對不同的逆境脅迫時所發(fā)揮的功能存在差異，它們之間可能通過相互作用或參與共同的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)對水稻應(yīng)對環(huán)境壓力產(chǎn)生十分精細的調(diào)節(jié)作用。根據(jù)以上結(jié)果，推測OsSHAT1和OsRSR1作為AP2家族基因，不僅在水稻發(fā)育中起到調(diào)控作用，還可能在應(yīng)對非生物脅迫中通過轉(zhuǎn)錄調(diào)控發(fā)揮功能。

4 結(jié)論

本研究利用RAP-DB水稻數(shù)據(jù)庫搜索到兩個AP2家族基因OsSHAT1和OsRSR1。蛋白序列比對發(fā)現(xiàn)，OsSHAT1和OsRSR1序列一致性達41.92%，其蛋白結(jié)構(gòu)中具有兩個AP2/ERF結(jié)構(gòu)域，并在C-端含有一個EAR模體。系統(tǒng)進化分析表明，二者在進化關(guān)系上較近。啟動子元件分析顯示，OsSHAT1和OsRSR1啟動子序列中都包含響應(yīng)非生物脅迫和激素信號的順式作用元件，包括ABRE-like、MYB、MYC、WRKY、DRE、GCC-box和ERE。誘導表達分析的結(jié)果表明，OsSHAT1受低溫、NaCl、ABA、ACC抑制，受干旱誘導表達；而OsRSR1受低溫、干旱、ABA、ACC抑制，受NaCl誘導表達。

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（責任編輯 馬鑫）

The Expression of Rice OsSHAT1 and OsRSR1 in Response to Hormones and Abiotic Stresses

Li Zhe1Zhang Shaoxuan2Huang Rongfeng1
（1. Biotechnology Research Institute，Chinese Academy of Agricultural Sciences，Beijing 100081；2. College of Life Science，Qingdao Agriculture University，Qingdao 266000）

It was to research whether AP2 family factors involved in the stress response process. In this study， sequence alignment revealed that OsSHAT1 and OsRSR1 proteins share 41.92% sequence identity， indicating that OsSHAT1 and OsRSR1 are homologous members of AP2 family. And the promoter sequences of OsSHAT1 and OsRSR1 genes contain multiple stress and hormone responsible cis-acting elements，such as ABRE， DRE， MYB， MYC， WRKY， GCC-box and ERE. Transcript analysis showed that the expression of OsSHAT1 was suppressed by low temperature， NaCl， ABA， ACC， but induced by drought；while the transcripts of OsRSR1 was inhibited by low temperature， drought，ABA and ACC， but enhanced by NaCl. It is speculated that OsSHAT1 and OsRSR1 may influence the expression of stress related genes by transcriptional regulation in differential ways， and then adjust the distinctive stress response of rice.

AP2；OsSHAT1；OsRSR1；abiotic stress；rice

10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2015.04.012

2014-11-07

國家轉(zhuǎn)基因生物新品種培育重大專項（2014ZX08009-015B）

李哲，男，碩士研究生，研究方向：植物抗逆分子生物學；E-mail：lizhe0120@yeah.net

黃榮峰，男，研究員，博士生導師，研究方向：作物抗逆生理與遺傳改良；E-mail：rfhuang@caas.cn