1.4  植物WRKY基因家族的生物学功能

虽然植物的WRKY基因在结构上具有高度相似的特征，但这些转录因子也同样具有一些差异性，如一些特殊的锌指结构、不同的与基因启动子结合周围序列、基因表达过程中一些辅助因子的不同等等，这些差异导致了它们在生物学功能上有很大的不同，从而能够广泛存在于各种组织中，参与调控植物生长过程中的各种代谢作用。如有些WRKY基因表达水平的改变，能够影响了水稻器官的发生、发育与衰老。WRKY转录因子还能够参与应答环境信号刺激，参与植物的损伤、衰老反应，参与植物的生长发育及物质代谢途径[9-12]。另外，这些转录因子在植物抗病毒、抗细菌、衰老反应、机械伤害等方面也起到重要的调节作用。例有一些WRKY 基因在植物衰老叶片中的表达水平明显增强，推测在衰老这个正常的生理反应过程中可能存在一定的调控机制[13-14]。还有一些WRKY基因参与到种子和胚形成过程中以及糖类等一些大分子物质在植物体内的代谢过程中。这些充分表明WRKY在植物的生长衰老等反应及物质代谢途径中发挥着不可忽视的作用。

1.5  WRKY转录因子家族报道的研究

近年来, 随着各种植物的基因组数据的获得，使用某个特定基因的全部基因组数据来进一步推测其功能越来越多。在水稻等一些常见的被子植物中，有大量文献报道WRKY基因参加了相关基因的茉莉酸等信号转导的调控[15-17]和抵抗疾病的性质。水稻WRKY45基因被验证与抗稻瘟病有关系，WRKY45的过度表达会增强水稻的抗稻瘟病。在拟南芥中，WRKY18、WRKY40以及WRKY60基因与假单胞菌以及灰霉菌的耐药性密切相关[18]。在分子生物学领域，WRKY基因家族一直作为重点的研究对象被研究者们所研究。例如在水稻WRKY基因家族中发现了102个相关的转录因子[19]。这将为水稻WRKY转录因子在功能方面的研究分析提供参考。

2  材料与方法

2.1  植物WRKY转录因子的分类与鉴定

2.1.1  植物WRKY基因家族的分类方法

由上文我们知道，植物的WRKY基因家族因其功能域得高度保守，且有的保守域具有较强的结合DNA的功能而常作为研究的对象，于是我们根据Eulgem[1]等人的分组原则，我们结合系统发育分析的相关结果进行了细致的分组，即我们上文中所分析的，含有2个WRKY基序，并且有C2H2这种类型的锌指结构为Ⅰ类；含有1个WRKY基序，同样有C2H2这种类型的锌指结构为Ⅱ类；含有1个WRKY基序，但有C2HC这种类型的锌指结构为Ⅲ类。这样水稻WRKY域可以分为3个大组(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)，进而可以进行下一步WRKY转录因子的鉴定。

2.1.2  植物WRKY家族转录因子的鉴定

植物WRKY家族转录因子的鉴定时，我们要先对植物WRKY家族转录因子进行功能分析。我们从植物TFDB数据库中下载了相关物种的WRKY转录因子超家族序列(http://planttfdb.cbi.edu.cn/) [20]，这些WRKY家族序列分别来自水稻基因组序列、短柄草基因组序列、高粱基因组序列和玉米基因组序列。在得到这些相关物种的WRKY基因家族序列之后，我们便开始是对这些WRKY家族基因进行结构域鉴定。首先，在对植物全部基因进行筛选时，我们要利用同源性搜索工具(Blastp)，将P值设定为10- 4[21]，之后把选中的WRKY基因利用Pfam (http://pfam.sanger. ac.uk/)[22-23]进一步筛选具有WRKY保守结构域的蛋白质。而在最终的序列质量刷选标准中，我们还会将这些保守结构域采用SMART数据库进行进一步的分析(http://smart.embl-heidelberg.de/)[24]。水稻的102个WRKY转录因子的获取，我们是直接从水稻的基因组网站中下载的已经注释好的全部基因序列。此外，我们还从水稻的RGAP中下载每一条记录的基因序列、蛋白质序列、CDS序列，进而获得每一条记录的外显子数、蛋白质氨基酸数，并且从KOME网站中获取其mRNA获取号，从ExPASy数据库中获取其蛋白质等电点。文献综述