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干旱、高盐和低温是影响植物生长发育和作物产量及分布的最重要的环境因子。DREB(dehydration responsive element binding protein)转录因子属AP2/EREBP家族转录因子，是一类植物特有的转录因子，可通过调控启动子区含有DRE(dehydration responsive element)顺式调控元件的基因的表达广泛参与植物对干旱、高盐和低温胁迫的反应。
本研究以印度芥菜(Brassicajuncea L.)为实验材料，通过RACE-PCR方法从脱水胁迫处理的叶部cDNA中分离出两个编码DREB转录因子的基因，分别命名为BjDREB1-1和BjDREB1-2。氨基酸序列分析表明，BjDREB1-1和BjDREB1-2均包含一个保守的EREBP/AP2结构域并具有其它所有DREB1转录因子的特征序列。进一步的序列分析表明，BjDREB1-1和BjDREB1-2在核苷酸水平及氨基酸水平有很高的一致性，分别为92.6％和93.2％。与其它DREB蛋白相比，BjDREB1-1和BjDREB1-2与拟南芥AtCBF4的氨基酸序列一致性最高。系统进化树分析表明，这两个基因均属于DREB转录因子亚家族的A-1组，并且可能是AtCBF4的直系同源基因。这两个基因的内部均不含内含子。Southern结果表明，在印度芥菜基因组中除了BjDREB1-1和BjDREB1-2以外可能还有一个同源基因存在。RT-PCR结果显示，在正常生长条件下，BjDREB1-1和BjDREB1-2在根、茎和叶中均不表达，而在脱水胁迫下，这两个基因在根、茎和叶中均有表达，其中在叶部表达量最高。此外，干旱、高盐、低温、ABA、SA、重金属、高温、机械损伤以及H2O2均可诱导BjDREB1-1和BjDREB1-2的表达。对BjDREB1-1的启动子分析表明其中含有多种胁迫及激素响应元件。体外结合实验表明，BjDREB1-1和BjDREB1-2的GST重组蛋白均可特异结合DRE序列。酵母单杂交结果显示，BjDREB1-1和BjDREB1-2均可激活酵母细胞中HIS3和LacZ报告基因的表达，其中C末端对它们的转录激活作用起关键作用。另外，酵母双杂交结果显示，BjDREB1-1不能形成同源或异源二聚体。
过表达BjDREBs提高了转基因酵母细胞对ZnCl2和NiCl2胁迫的抗性。为了进一步研究它们在植物中的作用，分别以CaMV35S组成型启动子和rd29A的诱导型启动子驱动BjDREB1-1或BjDREB1-2的表达构建植物表达载体并转化烟草NC89。GUS染色结果表明，BjDREB1-1和BjDREB1-2均定位在细胞核中。与对照组烟草和rd29A∷BjDREBs转基因植株相比，35S∷BjDREBs转基因植株表现出明显的生长矮小、节间变短、叶片短小、开花延迟、育性下降等抑制生长的现象。在含有不同激素配比的分化培养基上，BjDREBs组成型表达的转基因叶片可正常诱导根的形成以及愈伤组织的分化，但抑制芽的分化。组织解剖结果显示，BjDREBs的组成型表达抑制细胞的生长。Northern和RT-PCR结果显示，组成型表达的转基因烟草中NtGA20ox的转录降低，而NtGA3ox和NtGA2oxl的表达增强，这与高盐和脱水胁迫下它们在野生型烟草中的表达相似。外源喷施GA3可部分恢复因组成型表达BjDREBs导致的植株矮小的表型。胁迫抗性分析表明，在脱水、高盐和低温胁迫下，T2代转基因幼苗与对照组幼苗相比可维持较长的根长及较高的叶绿素含量。外源GA3处理并不影响组成型表达转基因幼苗对高盐胁迫的抗性。生理指标分析显示，在干旱、高盐和低温胁迫下，与野生型植株相比，所有转基因植株可累积更高含量的可溶性糖和脯氨酸，并维持较低的电导率和较高的相对含水量。同时，转基因植株也表现出对ZnCl2和NiCl2胁迫的抗性。此外，BjDREB1-1和BjDREB1-2在转基因烟草中可上调下游靶基因NtERD10A、NtERD10B和NtLEA5的表达，但不诱导金属转运蛋白NtMTP1a的表达。NtERD10B可受ZnCl2和NiCl2的诱导。进一步，这两个蛋白抑制转基因烟草中NtPRB-1b、NtCHN50和NtGLA抗病相关基因的表达。这些结果表明，BjDREB1-1和BjDREB1-2作为DREB类转录因子的新成员i)通过调控转基因烟草中GA氧化酶的表达，可能影响了转基因植株中GA的代谢；ii)通过调控下游功能基因的表达、增加脯氨酸和可溶性糖的累积提高了对干旱、高盐、低温以及重金属胁迫的抗性;iii)通过降低抗病相关基因的表达可能参与了抗病反应。