拟南芥转录因子基因AtMYB59及其相关基因的功能研究

• 作 者: 李继刚
• 机 构: 北京大学
• 出 处: 北京大学
• 发表日期: 2006年期
• 关键词: MYB转录因子 可变剪接 核定位信号 不典型内含子 核苷酸重复 转录激活活性 光调控

MYB转录因子基因在植物的多个发育过程和防御应答反应中发挥着重要的作用。两个拟南芥R2R3类的转录因子基因，AtMYB59和AtMYB48，进行相似的可变剪接。它们都有4个经过不同剪接的转录本，编码单个MYB结构域的蛋白(MYB相关蛋白)和R2R3类的MYB蛋白。我们对GenBank数据库进行了广泛的搜索，发现了AtMYB59和AtMYB48在单子叶植物中的几个同源基因，并且成功克隆了在水稻中的两个同源基因。序列分析显示，这两个水稻基因也进行相似而且保守的可变剪接，每个基因有3个不同的转录本。在半定量RT-PCR实验中，我们发现AtMYB59不同转录本的表达谱受到不同激素和环境胁迫条件的影响。GFP融合蛋白分析显示，在R3结构域中有两个核定位信号(NLS)，它们都是入核所必需的。对启动子-GUS转基因植物的分析显示，3类转录本(编码R2R3类MYB蛋白)的5-UTR足以起始蛋白的合成，但是2类转录本(编码MYB相关蛋白)的5-UTR不足以起始蛋白的合成。而且，我们在拟南芥的4类转录本中发现了一类新的不典型内含子：它既不是U2类内含子，也不是U12类内含子；它的5’和3’剪接位点是相同的短核苷酸重复。我们在拟南芥和水稻中共发现了38个基因具有这样的不典型内含子，其中的大部分基因已经发现进行可变剪接。我们的数据显示，这组MYB转录因子基因可能参与多个生物过程，而且在转录水平受到可变剪接的调控。
两组MYB转录因子(其中的一组是AtMYB59及其同源蛋白)共有一个保守的W/Y-MDDIW基序。这个基序本身在酵母中没有转录激活活性，但是它极大的促进临近蛋白区域的转录激活活性。我们还证明另一组基因(包括先前报道过的AtMYB21、PsMYB26、AmMYB305和AmMYB340)主要在花中表达。而且，我们发现这两组基因的表达可能都受到光的调节，主要在黑暗下表达，暗示它们可能在光信号转导途径中发挥作用。
AtMYB27是另一个R2R3家族的转录因子，与AtMYB59和AtMYB48位于同一个进化枝。但是，AtMYB27不进行可变剪接，而且在各个组织中的表达都很低。在洋葱表皮细胞中，AtMYB27蛋白完全定位在细胞核内。RT-PCR和光暗互换下的GUS活性分析显示，AtMYB27在子叶中的表达受到光的调节。同时，我们还发现HY5负调节AtMYB27的表达，而COP1正调节AtMYB27的表达。而且，我们还发现AtMYB27与其它4个基因在基因组上紧密排列，而且这4个基因的表达也受到HY5的抑制，暗示这几个基因的表达可能受到共调节机制的调控。