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南极发草DaDREB2B转录因子的基因多态性与可变剪接:抗逆机制解析与作物改良潜力
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年05月16日 来源:Polar Biology 1.5
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研究人员通过分析南极发草(Deschampsia antarctica)的全基因组和转录组数据,首次预测并测序获得DREB2B转录因子的两个等位基因变异体,揭示该基因可通过可变剪接产生四种转录本。其中三种编码完整蛋白,第四种因提前终止密码子形成截短蛋白。值得注意的是,该物种特有的转录本利用第二外显子替代起始密码子,编码具有功能域重排的蛋白变体(含AP2/ERF DNA结合域、核定位信号和转录激活域),且在自然与实验室条件下均为优势表达型。该研究为禾本科植物非生物胁迫响应机制提供新见解,为作物抗逆遗传改良奠定理论基础。
南极发草(D. antarctica)中发现的胁迫诱导转录因子DaDREB2B展现出独特的分子特征。基因组分析揭示该基因存在两个相似度93.3%的等位变异,其中测序获得的变体与预测序列匹配度达99.9%。更引人注目的是,该基因通过精密的可变剪接机制产生四类转录本:三个编码标准功能蛋白,第四个则因提前出现终止密码子形成缺失功能域的截短体。
与多数禾本科植物不同,南极发草演化出特殊的转录调控策略——其优势转录本利用第二外显子的替代起始密码子,编码N端序列变异的功能性蛋白。该变异体保留关键的DNA结合域(AP2/ERF)、核定位信号和转录激活域,在自然种群和实验室培养植株中均呈现显性表达模式。
生物信息学分析系统阐释了DaDREB2B各亚型的结构特征,其独特的分子进化策略为理解极地植物适应极端环境(干旱、盐碱、低温)提供了新视角。这项发现不仅拓展了植物胁迫响应通路的认知边界,更为作物抗逆基因工程提供了宝贵的遗传资源,特别是AP2/ERF转录因子家族在农作物抗性改良中的应用潜力。
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