参考文献 24

致  谢 27

1  引言

1.1  转录因子概念

WRKY转录因子是一类重要的基因家族，只在植物体内发现，是植物的特有基因。在其结构域N-末端含有7个（WRKYGQK）氨基酸序列结构，存在于每一个WRKY蛋白质中，是典型的保守结构域，因此被命名为“WRKY”。转录因子又叫反式作用因子，是一种特别的蛋白质，能直接与真核基因启动子区域结合，或者特异性地通过顺式作用元件结合于基因启动子区域，它们在转录过程中起到激活子或抑制子的作用[1]。转录因子能调控植物对外界环境的反应，如高盐、干旱、高温、低温等不良条件，在植物生长发育以及代谢调控过程中都起着重要作用。它们通过自身特有的高度保守的结构域与DNA或其他蛋白质相互作用, 这些结构域一般包括四种[2]：DNA结合域、转录调控域、寡聚化位点和核定位信号区。当然，并不是所有的转录因子都同时具有四种结构域，有些基因缺失了某一种类型的结构域[3]。在植物中约有60多个转录因子基因家族存在[4, 5]，这些转录因子调控基因的表达，在植物抗逆境及生长发育等生物学功能方面发挥着重要的作用，像WRKY、AP2/EREBP、NAC、MYB等这些是已经被研究出来的转录因子家族。

1.2  WRKY家族的起源与进化

一开始，研究者们都认为WRKY基因家族只存在于植物里。直到在一些蓝氏贾第鞭毛虫(Giardia lamblia )(EAA40901)和粘菌—盘基网柄菌(Dictyostelium discoideum)等单细胞原生生物(AAO52331)以及单细胞藻类莱因哈德衣藻(Chlamy domonas reinhardtii)通过测序，发现这些物种中也含有可能编码的WRKY序列[6-8] , 这就表明，在植物发生分化以前WRKY转录因子就已经存在[6]，从而证明在古老的原生生物里就有WRKY转录因子存在。具体的，WRKY类转录因子的进化单位在于它们所拥有的功能域（保守域），这些功能域或者保守域的编码序列可以通过复制或者重组进入到下一代。在三类WRKY基因中，有一类含有两个WRKY基序的蛋白质，它们的N-末端和C-末端的WRKY基序会出现不同分枝的聚集，这一点显示出这些WRKY基因家族在发生结构域或保守域的复制或重复之后，会单独的以自己不同的方式进行不同程度的进化[6] 。

1.3  植物WRKY基因家族的结构特征

在WRKY转录因子家族中，研究者根据它们的结构特点把它们分成三类，无论哪一类，它们都具有最主要的结构特点，即在它们的结构域中都必不可少的有WRKY结构域存在，其结构域N-末端有7个序列结构——WRKYGQK，是最特殊最典型的一段保守结构域，因此被命名为“WRKY”[1]。研究者通过进一步研究WRKY结构域，将其分成两个部分，一部分是WRKY基序数目，另一部分是锌指结构。Eulgem等人根据这些基因所含有的WRKY基序数目以及它们拥有的锌指结构的差异，将这些WRKY基因家族分成3类[3]：第1类成员中含有2个WRKY基序，同时有一类C2H2型锌指结构（C-X4-5-C-X22-23-H-X1-H），；第2类成员中只含有1个WRKY基序，其锌指结构与第一类相同，也是C2H2型（C-X4-5-C-X22-23-H-X1-H），并可进一步分为5个亚类；第3类成员中也同样只含有1个WRKY基序，而其锌指结构变成了C2HC型（C-X7-C-X23-H-X1-C）。上文中我们已经知道，WRKY转录因子并非植物特有，但大多数存在于高等植物中，如水稻、拟南芥、玉米、高粱等，有关WRKY转录因子的功能，研究者根据它们的结构差异性，从高等植物着手研究，推测这3类WRKY基因可能是由于适应性进化而产生，也就是说，植物在受到外界环境的各种压力，如高温低温、高盐低盐、干旱等，这些基因为使植物适应环境而逐渐进化了。论文网