关于茶树bzip类转录因子的分析
摘要：bZIP 转录因子广泛参与植物的各种抗逆（病）生理过程。迄今为止，虽然 bZIP 转录因子家族基因在多种植物中已有研究，但在茶树中的研究并不多，通过对茶树中进行相关生物学信息学研究，来研究bZIP转录因子的生物学功能，将会为未来茶树方面研究奠定重要基础。通过生物信息学研究，一共在在茶树基因组中共搜索到22个茶树bZIP 基因，并按照其染色体定位顺序分别名为 CsbZIP1到 CsbZIP22。然后，茶树和拟南芥两个物种的bZIP基因进化树分析表明茶树与拟南芥的亲缘关系，同时按照聚类情况把茶树基因划分为6个亚族。最后，通过对茶树 bZIP 基因的进化树分析、MEME 蛋白基序分析，证明茶树 bZIP 基因家族在进化中比较保守。最后，综合生物信息学分析的结果，初步阐明了bZIP家族基因在茶树中扮演的重要角色。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1 绪论2
1.1 植物bZIP转录因子概述2
1.2 植物bZIP转录因子的结构和分类2
1.3 植物bZIP转录因子的功能和表达调控2
1.4 茶树bZIP转录因子的研究进展Y
2 茶树bZIP类转录因子的鉴定Y
2.1茶树bZIP基因家族的搜索与注释Y
2.2茶树bZIP基因家族的进化树的构建Y
2.3茶树bZIP基因家族的MEME蛋白基序Y
3 茶树bZIP转录因子的结果与分析
3.1茶树bZIP转录因子的结果Y
3.2茶树bZIP转录因子的分析Y
4 讨论 Y
致谢Y
参考文献Y
关于茶树bZIP类转录因子的分析
引言
引言
真核生物的转录因子中分布最广的一类蛋白就是本文研究的植物碱性亮氨酸拉链bZIP转录因子。目前已发表的研究表明，bZIP转录因子大量存在于拟南芥、豆科植物和水稻基因组中。迄今为止，已经在多种植物中开展过关于bZIP转录因子的研究，并卓有成效，但在茶树方面研究仍不成熟。bZIP转录因子广泛的参与植物的各种抗逆（病）的
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生理过程。日常研究生产中，病菌和环境胁迫等因素严重影响茶树的产量，通过提高茶树的抗逆（病）性从而提高茶树的产量具有重大的经济意义。茶树基因组序列的发布为在整个基因组水平上鉴定茶树的优良农艺性状、挖掘抗逆（病）相关基因提供了重要资料。
随着分子生物学和基因工程手段的进步，已经有很多科研人员利用转录因子来提高植物的抗逆性并取得相应的成果。我们通过对bZIP转录因子在茶树中进行相关生物信息学研究，为深入研究茶树bZIP基因家族功能以及改良茶树抗逆（病）性，稳定茶树的生长和产量，对我国茶经济的持续发展具有重要意义。
1绪论
1.1 植物bZIP转录因子概述
bZIP转录因子是在众多的转录因子中研究比较广泛的一类，分布的范围和数量也比较庞大。到目前为止的研究中，植物中bZIP转录因子家族的数量远多于其他的物种数量。不同的物种所含的bZIP转录因子的数量不一样，所行使的功能也不尽相同。在植物中，bZIP家族中的成员参与的主要包括植物生长过程、花的发育过程与种子成熟机制、衰老机制、病菌病毒防御抵抗机制、损伤机制、光信号传导机制、响应各类环境胁迫等。
1.2 植物bZIP转录因子的结构和分类
1.2.1 bZIP转录因子的结构
植物bZIP转录因子的结构域是由两部分组成：碱性结构域（BR）和亮氨酸拉链（LZ）。bZIP的碱性结构域表现形式是其N端的NX7R/K的基序，长度大约16个氨基酸，用来与 DNA特异性相结合。亮氨酸拉链区是在 R/K 的 C 端方向，位置是在9个氨基酸后，两个亮氨酸之间相隔7个氨基酸，其两亲的螺旋结构参与二聚体化作用。此外，有些植物的 bZIP 蛋白才存在一些其他如脯氨酸、谷氨酰胺及酸性氨基酸等的公共结构域，这些特殊的结构域使得 bZIP 蛋白具有的功能不同。
1.2.2 bZIP转录因子的分类
不同种植物的bZIP转录因子的结构存在差异，以结构为依据，一般可将比ZIP转录因子可划分为A、B、C、D、E、F、G、H、I、S 10个亚族。这些不同家族中的bZIP蛋白能够在大量反映和调控系统中广泛参与，其中包括种子贮藏基因的表达、光形态的发生、器官建成的控制和植物对脱落酸、逆境胁迫、光和发育中各种信号的反应。迄今为止，最为详尽的研究是对ABA介导的信号传导途径机制的研究。与其他转录因子家族类似，bZIP蛋白同样存在功能重叠现象，但是目前能够证明不同的bZIP转录因子亚族成员在生理进程部分也存在功能交叉的实验数据还非常不足，通过分类功能分析将会是一个良好的开端，bZIP基因各家族的鉴定将会是对剖析单个bZIP蛋白功能的重要基础。
1.3 植物bZIP转录因子的功能和表达调控
植物bZIP转录因子的不同亚族的具有不同的主要功能。其中，bZIP转录因子的A亚族包括13个成员，主要在种子、植物组织的ABA过程中和胁迫信号调控网络的过程中起着重要作用；bZIP基因的C亚族主要在种子的蛋白贮藏、环境和病害的防卫、逆境胁迫反应等过程中发挥功能；bZIP基因的D亚族在参与防御病害和生理生长进程中发挥重要的作用；bZIP基因的E亚族的功能目前的研究报道很少，在少数研究中认为其作为反式作用因子有调控基因表达的功能；bZIP基因I亚族主要是参与植物维管发育过程发挥功能；E亚族与I亚族成员的亮氨酸拉链基元部分高度一致，被划分到不同的亚族主要是基于它们在其后的第10个氨基酸位点上是否携带了赖氨酸。bZIP基因G亚族的功能是参与光调控信号转导与种子成熟，bZIP基因H亚族只有两个成员(AtbZIP56／HY5和AtbZIP64／HYH)，其在光形态发的生和光信号的转导中有突出功能，而且还是在感应氮同化作用过程中的关键酶和硝酸盐的关键点；bZIP基因S亚族是较大的一个亚族，主要参与病害防御和逆境胁迫应答，并发挥关键的功能。
1.4 茶树bZIP转录因子的研究进展
目前，关于茶树中bZIP类转录因子的研究，所能参考的文献并不是很多，根据目前可参阅的资料可得出，bZIP1 家族是一类含有bZIP家族典型的BRLZ结构域碱性结构域和亮氨酸拉链的家族;系统发育树分析CsbZIP1 属于bZIP转录因子F亚家族;通过运用亚细胞定位方法，可以得出结果CsbZIP1 是主要定位于细胞核; 运用qRTPCR分析方法可以得出, 可以通过4℃低温和 NaCl 盐胁迫处理的方法诱导CsbZIP1表达, 且趋势都是随着斜坡时间的增长，表达量逐渐提高，成正相关，达到24h时达到峰值，开始降低， ABA胁迫处理24h抑制CsbZIP1的表达。由此我们可以推测出，茶树低温、盐等逆境胁迫与CsbZIP1有密切的关系。
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摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1 绪论2
1.1 植物bZIP转录因子概述2
1.2 植物bZIP转录因子的结构和分类2
1.3 植物bZIP转录因子的功能和表达调控2
1.4 茶树bZIP转录因子的研究进展Y
2 茶树bZIP类转录因子的鉴定Y
2.1茶树bZIP基因家族的搜索与注释Y
2.2茶树bZIP基因家族的进化树的构建Y
2.3茶树bZIP基因家族的MEME蛋白基序Y
3 茶树bZIP转录因子的结果与分析
3.1茶树bZIP转录因子的结果Y
3.2茶树bZIP转录因子的分析Y
4 讨论 Y
致谢Y
参考文献Y
关于茶树bZIP类转录因子的分析
引言
引言
真核生物的转录因子中分布最广的一类蛋白就是本文研究的植物碱性亮氨酸拉链bZIP转录因子。目前已发表的研究表明，bZIP转录因子大量存在于拟南芥、豆科植物和水稻基因组中。迄今为止，已经在多种植物中开展过关于bZIP转录因子的研究，并卓有成效，但在茶树方面研究仍不成熟。bZIP转录因子广泛的参与植物的各种抗逆（病）的
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生理过程。日常研究生产中，病菌和环境胁迫等因素严重影响茶树的产量，通过提高茶树的抗逆（病）性从而提高茶树的产量具有重大的经济意义。茶树基因组序列的发布为在整个基因组水平上鉴定茶树的优良农艺性状、挖掘抗逆（病）相关基因提供了重要资料。
随着分子生物学和基因工程手段的进步，已经有很多科研人员利用转录因子来提高植物的抗逆性并取得相应的成果。我们通过对bZIP转录因子在茶树中进行相关生物信息学研究，为深入研究茶树bZIP基因家族功能以及改良茶树抗逆（病）性，稳定茶树的生长和产量，对我国茶经济的持续发展具有重要意义。
1绪论
1.1 植物bZIP转录因子概述
bZIP转录因子是在众多的转录因子中研究比较广泛的一类，分布的范围和数量也比较庞大。到目前为止的研究中，植物中bZIP转录因子家族的数量远多于其他的物种数量。不同的物种所含的bZIP转录因子的数量不一样，所行使的功能也不尽相同。在植物中，bZIP家族中的成员参与的主要包括植物生长过程、花的发育过程与种子成熟机制、衰老机制、病菌病毒防御抵抗机制、损伤机制、光信号传导机制、响应各类环境胁迫等。
1.2 植物bZIP转录因子的结构和分类
1.2.1 bZIP转录因子的结构
植物bZIP转录因子的结构域是由两部分组成：碱性结构域（BR）和亮氨酸拉链（LZ）。bZIP的碱性结构域表现形式是其N端的NX7R/K的基序，长度大约16个氨基酸，用来与 DNA特异性相结合。亮氨酸拉链区是在 R/K 的 C 端方向，位置是在9个氨基酸后，两个亮氨酸之间相隔7个氨基酸，其两亲的螺旋结构参与二聚体化作用。此外，有些植物的 bZIP 蛋白才存在一些其他如脯氨酸、谷氨酰胺及酸性氨基酸等的公共结构域，这些特殊的结构域使得 bZIP 蛋白具有的功能不同。
1.2.2 bZIP转录因子的分类
不同种植物的bZIP转录因子的结构存在差异，以结构为依据，一般可将比ZIP转录因子可划分为A、B、C、D、E、F、G、H、I、S 10个亚族。这些不同家族中的bZIP蛋白能够在大量反映和调控系统中广泛参与，其中包括种子贮藏基因的表达、光形态的发生、器官建成的控制和植物对脱落酸、逆境胁迫、光和发育中各种信号的反应。迄今为止，最为详尽的研究是对ABA介导的信号传导途径机制的研究。与其他转录因子家族类似，bZIP蛋白同样存在功能重叠现象，但是目前能够证明不同的bZIP转录因子亚族成员在生理进程部分也存在功能交叉的实验数据还非常不足，通过分类功能分析将会是一个良好的开端，bZIP基因各家族的鉴定将会是对剖析单个bZIP蛋白功能的重要基础。
1.3 植物bZIP转录因子的功能和表达调控
植物bZIP转录因子的不同亚族的具有不同的主要功能。其中，bZIP转录因子的A亚族包括13个成员，主要在种子、植物组织的ABA过程中和胁迫信号调控网络的过程中起着重要作用；bZIP基因的C亚族主要在种子的蛋白贮藏、环境和病害的防卫、逆境胁迫反应等过程中发挥功能；bZIP基因的D亚族在参与防御病害和生理生长进程中发挥重要的作用；bZIP基因的E亚族的功能目前的研究报道很少，在少数研究中认为其作为反式作用因子有调控基因表达的功能；bZIP基因I亚族主要是参与植物维管发育过程发挥功能；E亚族与I亚族成员的亮氨酸拉链基元部分高度一致，被划分到不同的亚族主要是基于它们在其后的第10个氨基酸位点上是否携带了赖氨酸。bZIP基因G亚族的功能是参与光调控信号转导与种子成熟，bZIP基因H亚族只有两个成员(AtbZIP56／HY5和AtbZIP64／HYH)，其在光形态发的生和光信号的转导中有突出功能，而且还是在感应氮同化作用过程中的关键酶和硝酸盐的关键点；bZIP基因S亚族是较大的一个亚族，主要参与病害防御和逆境胁迫应答，并发挥关键的功能。
1.4 茶树bZIP转录因子的研究进展
目前，关于茶树中bZIP类转录因子的研究，所能参考的文献并不是很多，根据目前可参阅的资料可得出，bZIP1 家族是一类含有bZIP家族典型的BRLZ结构域碱性结构域和亮氨酸拉链的家族;系统发育树分析CsbZIP1 属于bZIP转录因子F亚家族;通过运用亚细胞定位方法，可以得出结果CsbZIP1 是主要定位于细胞核; 运用qRTPCR分析方法可以得出, 可以通过4℃低温和 NaCl 盐胁迫处理的方法诱导CsbZIP1表达, 且趋势都是随着斜坡时间的增长，表达量逐渐提高，成正相关，达到24h时达到峰值，开始降低， ABA胁迫处理24h抑制CsbZIP1的表达。由此我们可以推测出，茶树低温、盐等逆境胁迫与CsbZIP1有密切的关系。
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