Characterization of the DREBA4-Type Transcription Factor (SlDREBA4), Which Contributes to Heat Tolerance in Tomatoes.
Characterization of the DREBA4-Type Transcription Factor (SlDREBA4), Which Contributes to Heat Tolerance in Tomatoes.
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有助于番茄耐热性的 DREBA4 型转录因子 (SlDREBA4) 的表征
DOI：
10.3389/fpls.2020.554520
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发表时间：
2020
影响因子：
5.6
通讯作者：
Zhao K
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Mao L;Deng M;Jiang S;Zhu H;Yang Z;Yue Y;Zhao K
脱水反应元件结合（DREB）转录因子在非生物胁迫中发挥着至关重要的调节作用。 番茄（Solanum lycopersicum）中唯一的 DREB 转录因子 SlDREBA4（登录号 MN197531）被确定为 DREBA4 亚家族成员，是从 cv.SlDREBA4 中分离出来的。使用高温诱导数字基因表达 (DGE) 分析技术的切片机。在 Microtom 植物的不同组织中检测到 SlDREBA4 的组成型表达。 除了对高温做出反应外，SlDREBA4 在暴露于脱落酸 (ABA)、寒冷、干旱和高盐条件后也会上调。转基因过表达和沉默系统表明，SlDREBA4 可以通过改变渗透剂和应激激素的含量以及生理水平上的抗氧化酶的活性来改变转基因 Microtom 植物对热应激的抵抗力。此外，SlDREBA4 在分子水平上调节许多热休克蛋白 (Hsp) 的下游基因表达，以及在内质网蛋白质加工 (ko04141) 和植物与病原体相互作用 (ko04626) 途径中富集的钙结合蛋白。 SlDREBA4 还诱导茉莉酸 (JA)、水杨酸 (SA) 和乙烯 (ETH) 生物合成基因的表达，并特异性结合 SlDREBA4 下游 Hsp 基因的 DRE 元件（核心序列，A/GCCGAC）。这项研究为番茄耐热育种和 DREB 的热相关调控机制提供了新的遗传资源和原理。
Dehydration-responsive element binding (DREB) transcription factors play crucial regulatory roles in abiotic stress. The only DREB transcription factor in tomato (Solanum lycopersicum), SlDREBA4 (Accession No. MN197531), which was determined to be a DREBA4 subfamily member, was isolated from cv. Microtom using high-temperature-induced digital gene expression (DGE) profiling technology. The constitutive expression of SlDREBA4 was detected in different tissues of Microtom plants. In addition to responding to high temperature, SlDREBA4 was up-regulated after exposure to abscisic acid (ABA), cold, drought and high-salt conditions. Transgenic overexpression and silencing systems revealed that SlDREBA4 could alter the resistance of transgenic Microtom plants to heat stress by altering the content of osmolytes and stress hormones, and the activities of antioxidant enzymes at the physiologic level. Moreover, SlDREBA4 regulated the downstream gene expression of many heat shock proteins (Hsp), as well as calcium-binding protein enriched in the pathways of protein processing in endoplasmic reticulum (ko04141) and plant-pathogen interaction (ko04626) at the molecular level. SlDREBA4 also induces the expression of biosynthesis genes in jasmonic acid (JA), salicylic acid (SA), and ethylene (ETH), and specifically binds to the DRE elements (core sequence, A/GCCGAC) of the Hsp genes downstream from SlDREBA4. This study provides new genetic resources and rationales for tomato heat-tolerance breeding and the heat-related regulatory mechanisms of DREBs.
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