拟南芥B3转录因子基因超家族_罗光宇

收稿日期：2012-11-24

基金项目：湖南省研究生科研创新项目(CX2012B283)；国家转基因生物新品种培育科技重大专项(2009ZX08001026B)第一作者：罗光宇(1986-)，男，硕士生，E-mail: destinygazer@ *通信作者：陈信波(1962-)，男，博士，教授，E-mail: xinbochen@

拟南芥B3转录因子基因超家族

罗光宇，叶玲飞，陈信波*

(湖南农业大学生物科学技术学院，长沙 410128)

摘要：B3类转录因子基因组成了植物所特有的B3基因超家族，按照其结构和功能的特征可将其进一步分为LA V(LEAFY COTYLEDON2 [LEC2]–ABSCISIC ACID INSENSITIVE3 [ABI3]–VAL )、ARF(AUXIN RESPONSE FACTOR)、RA V(RELATED TO ABI3 and VP1)和REM(REPRODUCTIVE MERISTEM)等4个家族。B3基因超家族主要存在于裸子植物、苔藓和绿藻类植物中，并在植物逆境胁迫响应和生长发育过程中起着极其重要的作用。目前已在拟南芥中发现了118个B3类转录因子，本文综述了拟南芥中B3转录因子基因超家族的系统发育和功能鉴定方面的研究进展。关键词：拟南芥；B3基因超家族；转录因子

Research progress of Arabidopsis B3 transcription factor gene

superfamily

LUO Guangyu, YE Lingfei, CHEN Xinbo *

(College of Bioscience and Biotechnology, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China)

Abstract: The B3 transcription factor genes form a plant-specific B3 gene superfamily and can be further

classified into four families: LAV (LEAFY COTYLEDON2 [LEC2]–ABSCISIC ACID INSENSITIVE3 [ABI3]–VAL ), ARF (AUXIN RESPONSE FACTOR), RAV (RELATED TO ABI3 and VP1) and REM (REPRODUCTIVE MERISTEM) family. The B3 transcription factor genes exist mainly in gymnosperms, mosses and green algae and play extremely important roles in plant stress responses and plant growth and development. In Arabidopsis , 118 B3 superfamily transcription factor genes have been identified. This review aims to overview the research progress of the phylogenetical and functional characterization of the B3 gene superfamily in Arabidopsis .

Key words: Arabidopsis thaliana ; B3 gene superfamily; transcription factor

转录因子(transcription factor)是一类能与真核基因启动子区域中顺式作用元件发生特异性相互作用的DNA 结合蛋白。根据其保守DNA 结合域的不同，转录因子可分为bZIP 、AP2/ERF 、WRKY 和MYB 等4类[1]。这些转录因子通过极为复杂的表达调控网络在基因表达调控中发挥重要作用[2]。据估计，在拟南芥(Arabidopsis thaliana )的基因组中

约有1800种转录因子基因。许多植物转录因子在细菌、酵母和动物等其他生物体内也有发现，如MYB 和碱性螺旋-环-螺旋(basic helix −loop −helix, bHLH)等家族的转录因子在动物和酵母体内都有发现。然而，有些特殊转录因子则是植物所特有的，如GRAS 、NAC 和B3超家族。相对于那些动植物体内共有的转录因子而言，目前人们对这类

《生命的化学》2013年33卷3期· 288 ·综述

植物特有的转录因子还知之甚少。本文对拟南芥中B3转录因子基因超家族的研究进展进行综述。

1 B3结构域的结构

B3基因超家族所有成员均含有一个被称作B3结构域的区域，该结构域能编码110个氨基酸组成的蛋白质。B3结构域是一种广泛存在于高等植物基因组中并能与DNA 结合的高度保守结构域。此结构域的命名源于在玉米中首次发现的VIVIP AROUS1

(VP1)基因的编码蛋白的第三个基本结构。VP1的第一个和第二个基本结构(B1和B2)是VP1类蛋白所特有的，但含有B3结构域的基因却在植物基因组中广泛存在。VP1蛋白的B3结构域具有序列特异性DNA 结合活性，可通过结合特异性DNA 而在植物生长发育过程中起调控作用。自首次发现VP1结构蛋白以来，在拟南芥中已发现118个含有B3结构域的编码基因。按照其结构和基因功能的相似性将其分为ARF(表1)与LA V 、RA V 、REM(表2)等4个

表1　拟南芥B3基因超家族中ARF 家族基因的分类与结构特点

别名 基因名 氨基酸 B3域

AUX/IAA 生长素响 Aux/IAA-ARF 基因功能 参考文献

ARF2 AT5G62000 859 2 1 1 1

种子大小，逆境应答，花 [6-8]

　器早衰ARF3 AT2G33860 608 2 - 1 - ARF4 AT5G60450 788 2 1 1 1

ARF5 AT1G19850 902 2 1 1 1

植株发育，极性生长，细 [4-9]

　胞扩增

ARF6 AT1G30330 935 2 1 1 1

逆境响应，花器官成熟， [10]

　种子心皮发育

ARF7 AT5G20730 1165 2 1 1 1

极性生长，细胞扩增，侧 [9,11-14]

　根形成，激素信号通路

ARF8 AT5G37020 811 2 1 1 1

逆境响应，花器官早熟， [10]

　种子心皮发育ARF9 AT4G23980 638 2 1 1 1 ARF10 AT2G28350 693 2 1 1 1 ARF11 AT2G46530 622 2 1 1 1 ARF12 AT1G34310 593 2 1 1 1 ARF13 AT1G34170 546 2 1 1 1 ARF14 AT1G35540 605 2 1 1 1 ARF15 AT1G35520 598 2 1 1 1 ARF16 AT4G30080 670 2 1 1 1 ARF17 AT1G77850 585 2 - 1 - ARF18 AT3G61830 602 2 1 1 1

ARF11/19 AT1G19220

1086 2 1 1 1 侧根形成，激素信号 [11,13-15]ARF20 AT1G35240 590 2 1 1 1 ARF21 AT1G34410 606 2 1 1 1