论文标题：Transcription Factors Associated with Abiotic and Biotic Stress Tolerance and Their Potential for Crops Improvement（转录因子调控作物更好地适应逆境胁迫）

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作者：Elamin Hafiz Baillo,Roy Njoroge Kimotho,Zhengbin Zhang and Ping Xu

发表时间：30 September 2019

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引言

在田间条件下，作物受到广泛非生物胁迫 (包括干旱、寒冷、盐和热) 以及生物胁迫 (包括害虫和病原体) 的不利影响，极大地降低了作物产量。因此，我们需要进一步提高作物的抗逆性来应对当前乃至未来气候变化所带来的影响。目前，植物已经进化出复杂的胁迫反应策略。其中，编码转录因子 (TF) 基因是胁迫反应中主要调节因子，同时也是作物改良的绝佳候选者。最近研究中通过TF基因调节和过表达方法，揭示了转录因子在增强作物胁迫耐受性方面的重要作用。然而，关于TFs在不同植物中的调控策略，仍有许多机制待发现。在超过80个TF家族中，只有少数几个 (如NAC、MYB、WRKY、bZIP和ERF/DREB) 在非生物和生物胁迫反应中具有重要作用，并且已被深入研究。此外，尽管在解读TF在重要谷类作物中的作用方面已取得重大进展，但在高粱中阐明的TF基因较少。作为一种典型的耐旱作物，高粱研究值得进一步关注。

图1. 受干旱胁迫影响的高粱植株。

中科院遗传发育研究所的张正斌团队近年来在Genes 期刊上发表了一篇关于转录因子在改良和提高作物胁迫耐受性方面的综述。文章一经发表便吸引了国内外学者的广泛关注，目前已被引用88次，全文浏览量超过5000次。接下来我们将简单介绍一下张老师的这篇文章，欢迎大家阅读。

研究过程

本综述总结了与非生物和生物胁迫耐受性相关的主要TF家族最新进展及其潜在的作物改良机制，重点介绍了高粱作物中的TF。此外，还简要讨论了其他如非编码RNA调节基因表达的机制。总的来说，这篇综述的目的是说明TF基因在胁迫耐受性改善和抗性作物工程中的潜在应用，并以高粱为重点。在植物中，约10%的基因编码TFs参与不同阶段的特定功能。图2是高粱中已鉴定出的TFs分布图。

图2. 高粱中NAC、MYB、ERF、bZIP、WRKY和其他家族中转录因子 (TF) 基因的数量。

众所周知，转录因子在调控植物应激反应中发挥重要作用，那么具体是如何进行调控的呢？

应激反应由信号感知、信号转导和应激反应基因的表达几个不同部分组成。当植物细胞感知到压力信号时，细胞壁或细胞膜中的受体或传感器会检测到压力刺激，然后迅速做出反应，将外部信号转换为细胞内信号。涉及细胞内分子或离子的信号级联与激酶级联一起被激活，激酶级联通常是细胞质的。植物会激活两个主要的信号级联：丝裂原活化蛋白激酶 (MAPK) 和钙依赖性蛋白激酶 (CDPK) 通路。最后，特定TF被蛋白激酶或磷酸酶上调或下调，并且TF与应激相关基因的顺式元件结合以增强或抑制其转录。图3概括总结了TF的一般激活和活动。由于许多相互作用建立了调节应激反应基因表达的调节网络，因此，TF在植物中的功能非常广泛。从根本上说，TFs主要调节关键下游基因的表达。

图3. 转录因子参与非生物和生物胁迫反应的信号通路示意图。

总结

许多手机版已经证实并表征了TF参与响应非生物和生物胁迫，但仍有许多TF的分子机制目前尚不清楚。植物TF对非生物和生物胁迫的反应极其复杂，几个TF家族显然与单个或多个胁迫以及不同信号转导途径之间的复杂串扰相关。总的来说，先前手机版的发现表明TF基因在增强重要作物的胁迫耐受性/抗性方面的潜在应用，然而，仍需要更为广泛的研究来进一步揭示这些机制。

原文出自期刊

Baillo, E.H.; Kimotho, R.N.; Zhang, Z.; Xu, P. Transcription Factors Associated with Abiotic and Biotic Stress Tolerance and Their Potential for Crops Improvement. Genes 2019, 10, 771.

期刊介绍

主编：J. Peter W. Young, University of York, The United

期刊主题涵盖了与DNA、RNA、染色体、基因、遗传学和多组学相关的所有内容。Genes 下设18个专题，从人类、动物、植物、微生物、分子遗传、种群进化和高新技术等多个角度全方位审视遗传学和基因组学的前沿研究。

2020 Impact Factor：4.096

2020 CiteScore：4.4

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Time to Publication：36 Days