植物转录因子LEC1研究进展

　　3.3与其他转录因子相互作用
　　除LEC1外,还有关键的调节因子调控胚胎发生和种子的成熟,如LEC2、ABI3和FUS3等。这些遗传位点的突变造成了种子发育过程相似却特异的变化。LEC2、ABI3和FUS3都属于植物特有的B3转录因子家族。在胚胎发育过程中,LEC转录因子及ABI3之间表现出复杂的调节关系。
　　LEC1是ABI3、FUS3上游的正向调控因子,控制种子的成熟过程。Parcy等[3]研究发现,AB13、FUS3和LECl基因协同作用,以控制种子发育过程中的多个基本过程。如花青素和叶绿体的积累,对ABA的敏感性、12S贮藏蛋白基因的表达等。此外,FUS3和LEC1都能调节种子中ABI3蛋白的丰度。Kagaya等[11]利用地塞米松诱导系统在转基因植物中异位表达LEC1。结果发现,LEC1的异位表达也会诱导FUS3和ABI3的表达,而在发育的lec1突变体角果中FUS3和ABI3的表达受到了负调控。此外,在LEC1、FUS3、ABI3的多突变体背景下,种子贮藏蛋白SSP的表达水平提高。这表明LEC1调控SSP基因的表达需要FUS3和ABI3的参与。Mu等[12]的研究表明LEC1通过影响脂肪酸合成基因的表达,参与了脂肪酸生物合成的调控,并且这一过程部分地依赖于FUS3和ABI3。
　　LEC1和LEC2之间的相互作用并不是直接的线性关系[13]。一方面,异位表达LEC2会诱导LEC1、FUS3和ABI3 RNA的积累,但这种积累是在种子特异蛋白的表达被激活之后才出现的。这表明,LEC2可能和LEC1、FUS3、ABI3共同作用控制种子的成熟阶段。另一方面,研究表明,WRI1(WRINKLED1)可以调控脂肪酸合成途径的相关基因,LEC2直接调控WRI1,而LEC1的异位过表达激活了WRI1,但对LEC2无效。这表明WRI1的表达可能也受到一个不依赖于LEC1的的途径的调节。LEC1和LEC2可能以2种平行或部分多余的方式调控WRI1的表达。
　　这些转录因子组成复杂的调控网络,通过相互间有序的作用,建立起适合胚发育的细胞环境,来调控胚的发育。
　　4展望
　　LEC1是植物胚胎调控网络中的一个关键枢纽,但是到目前为止对其表达调控的了解还相当有限。比如,LEC1直接调控的基因还没有发现,与LEC1相互作用的顺式元件的也没有得到分离,LEC1与其他CBF转录因子亚基的作用方式尚有待于研究等,相信随着人们对体细胞胚胎发育调控网络研究的不断深入,这些问题会一一得到解决。同时,对LEC1以及其下游基因的研究也具有重要的生产应用价值,一方面,有助于进一步认识体细胞胚的发生机理,通过对这些基因的表达调控的研究,利用基因工程的方法提高一些难以再生作物的再生频率;另一方面,为植物种子品质改良研究找到新的切入点,通过基因工程的手段有效提高种子蛋白质含量或种子含油量。
　　
　　5参考文献
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