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植物tcp转录因子研究进展

科学通报 2022年第33期67卷 3964-3975页

作者：唐羽翔高旭崔亚宁许会敏于静娟中国农业大学生物学院北京100193 中国农业大学生命科学国家级实验教学示范中心北京100193 北京林业大学生物科学与技术学院北京100083

tcp(Teosinte branched1/Cycloidea/Proliferating cell factor)转录因子是植物特有的转录因子,能够结合特定的启动子序列来调节其靶基因的表达水平.tcp为植物中保守和广泛存在的转录因子家族,不同植物进化出多种方式精准调控其下游相... 详细信息

tcp(Teosinte branched1/Cycloidea/Proliferating cell factor)转录因子是植物特有的转录因子,能够结合特定的启动子序列来调节其靶基因的表达水平.tcp为植物中保守和广泛存在的转录因子家族,不同植物进化出多种方式精准调控其下游相关因子,并且自身基因表达也被严格地调控.tcp不仅可以在植物根、茎、叶、花、果实和维管组织发育中起到重要调控作用,还可以参与植物次生代谢、生物胁迫和非生物胁迫等重要生理学过程.近年来,有关tcp对植物生长发育调控机制的研究越来越多,尤其是对上游调控因子及下游靶基因生物学功能的相关研究.本文综述了tcp转录因子在维管组织发育、生命周期转变、植物逆境胁迫等过程中的调控机制,以及miRNA-tcp、tcp与染色质重塑等相互作用调控网络的最新进展.最后,对目前tcp研究中存在的问题和未来的研究方向进行了讨论和展望.

关键词： tcp转录因子生物学功能逆境胁迫调控网络

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tcp转录因子与激素信号相互作用研究进展

分子植物育种 2019年第9期17卷 2868-2875页

作者：雷豆吴雨苏周何卓远韦小英邹建杨军西华师范大学西南野生动植物资源保护省部共建(教育部)重点实验室南充637009

tcp家族是一类植物特有的转录因子,tcp转录因子都含有一个保守的bHLH结构域,它是由59个残基组成的碱性螺旋-环-螺旋结构。在植物进化过程中被分为了Ⅰ类tcp和Ⅱ类tcp,在拟南芥中有24个tcp转录因子,它们与细胞增殖和生长密切相关,也对分... 详细信息

tcp家族是一类植物特有的转录因子,tcp转录因子都含有一个保守的bHLH结构域,它是由59个残基组成的碱性螺旋-环-螺旋结构。在植物进化过程中被分为了Ⅰ类tcp和Ⅱ类tcp,在拟南芥中有24个tcp转录因子,它们与细胞增殖和生长密切相关,也对分生组织和侧生器官的生长模式有重要影响。本研究主要分析总结tcp转录因子与激素信号转导途径中关键蛋白的互作,以及它们在赤霉素,细胞分裂素,脱落酸,茉莉酸,油菜类固醇,独脚金内酯,生长素等激素信号调控植物细胞增殖、休眠、衰老、防御、茎分枝等过程中发挥的关键作用。了解tcp和激素信号传导之间的互作,为以后更好地解开它们在植物发育和进化控制中的确切作用提供研究思路。

关键词： tcp转录因子激素相互作用

tcp转录因子在植物表皮毛发育调控中的功能

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分子植物育种 2023年

作者：邵长生邹春晶郑慧俊张明丽黄璐滢沈佳蔡芳芳龚仲幸杭州职业技术学院动漫游戏学院浙江理工大学植物基因组与彩色纤维分子改良实验室

植物表皮毛是特化的表皮细胞，是植物抵抗生物和非生物胁迫的屏障；它的起始和发育受到复杂的分子机制调控，但这一调控机制尚未完全明晰。植物特异型转录因子家族teosinte branched1/CYCLOIDEA/PROLIFERATING CELL FACTOR1 (tcp)成员... 详细信息

植物表皮毛是特化的表皮细胞，是植物抵抗生物和非生物胁迫的屏障；它的起始和发育受到复杂的分子机制调控，但这一调控机制尚未完全明晰。植物特异型转录因子家族teosinte branched1/CYCLOIDEA/PROLIFERATING CELL FACTOR1 (tcp)成员参与植物表皮毛发育过程的调控。tcp转录因子的N端包含一个由59个氨基酸残基组成的tcp结构域，该结构域是蛋白质互作和DNA结合所必需的；根据tcp结构域差异，tcp家族可分为Class I tcp和Class II tcp两个亚家族。tcp家族成员一方面通过激素途径以及影响关键复合物MYB-bHLH-WD40 (MBW)的形成以调控植物表皮毛的起始；另一方面，通过依赖于和独立于核内复制的2种途径调控植物表皮毛的分支。本研究简要归纳了tcp转录因子的结构特征和分类，重点阐述了tcp基因在调控植物表皮毛起始和发育中的重要作用，以期为深入研究tcp转录因子的功能和植物表皮毛发育的调控机理提供参考。

关键词： tcp转录因子激素途径 MBW复合物表皮毛起始表皮毛分支

CIN-like tcp转录因子:植物发育及免疫的关键调节因子（英文）

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生物化学与生物物理进展 2017年第3期44卷 215-223页

作者：王志才崔大勇胡玉欣中国科学院植物研究所植物分子生理学重点实验室北京100093 中国科学院大学北京100049 齐鲁师范大学生命科学学院济南250013 国家植物基因研究中心北京100093

TEOSINTE BRANCHED1、CYCLOIDEA和PCF(tcp)是植物特有的一类转录因子,具有由碱性螺旋-环-螺旋(bHLH)基序组成的tcp结构域.根据tcp结构域的不同特征将tcp分为2个家族:class Ⅰ tcp和class Ⅱ tcp.越来越多的证据表明,class Ⅱ tcp的亚家... 详细信息

TEOSINTE BRANCHED1、CYCLOIDEA和PCF(tcp)是植物特有的一类转录因子,具有由碱性螺旋-环-螺旋(bHLH)基序组成的tcp结构域.根据tcp结构域的不同特征将tcp分为2个家族:class Ⅰ tcp和class Ⅱ tcp.越来越多的证据表明,class Ⅱ tcp的亚家族成员CINCINNATA-like(CIN-like)tcps通过激素合成及信号转导在植株形态建成等方面起关键作用.最近研究表明,CIN-like tcp除了调控植物生长发育外,还介导植物抵御病原菌入侵的免疫反应,称为效应因子引发的免疫反应(effectors-triggered immunity,ETI).目前,虽然CIN-like tcp的调控机理已有较多报道,但其发育及免疫方面的调控较为复杂,有必要基于目前的研究对该亚家族成员的功能做进一步梳理.因此,本文对CIN-like tcp在发育及免疫调控中的作用机理进行了综述,着重论述了CIN-like tcp相关突变体特征及其与蛋白质及植物激素之间的互作关系,也讨论了目前研究中仍然存在的问题,为今后该亚家族基因的进一步功能解析提供新的思路.

关键词： CIN-like tcp转录因子植物发育免疫互作因子

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tcp转录因子在紫薇株高性状形成中的作用

TCP转录因子在紫薇株高性状形成中的作用

作者：张烨北京林业大学

学位级别：硕士

株型性状是植物生长发育的外部表现形式,对作物产量、产品品质、生产效率、观赏特性等有重要影响,在丰富园林植物景观中具有重要作用。株高作为株型性状的重要组成部分,其复杂的分子调控机制在木本植物中尚不明晰。紫薇(Lagerstroemia i... 详细信息

株型性状是植物生长发育的外部表现形式,对作物产量、产品品质、生产效率、观赏特性等有重要影响,在丰富园林植物景观中具有重要作用。株高作为株型性状的重要组成部分,其复杂的分子调控机制在木本植物中尚不明晰。紫薇(Lagerstroemia indica)株型丰富,包括乔木、灌木、低矮紧凑、垂枝等,是研究木本植物株型性状的优良材料。前期研究表明,紫薇枝条节间长度是影响株高的重要因素,细胞数目是调控节间长度的关键因素,细胞分裂调控相关的基因在调控节间长度方面起到重要作用。tcp转录因子作为调控细胞分裂的相关蛋白,在植物分生组织中发挥作用,调控植株的生长发育和形态建成。为阐明紫薇tcp基因调控紫薇株高性状的分子机制,为紫薇株型育种提供理论依据,本研究以屋久岛紫薇(***)和紫薇品种‘Pocomoke’(***‘Pocomoke’)的杂交群体中筛选出的普通型与矮生型紫薇株系为试材,对紫薇tcp基因家族进行筛选与分析,利用基因沉默和过表达技术对差异表达的tcp基因进行功能分析,筛选互作蛋白并分析其上游启动子序列,探究调控网络。主要结论如下:(1)紫薇tcp转录因子家族成员共44个,多定位于细胞核中;进化树分析表明紫薇tcp转录因子分为两个分支,其数量和占比与其他物种相似;各转录因子具有相对保守的结构,包含较完整的tcp保守结构域,且两个分支有明显的结构差异。根据转录组表达量从中筛选出14个差异表达的tcp转录因子,其中Lfitcp12;2和Lfitcp15;2在两种株型紫薇中极显著差异表达。(2)根据转录组Lfitcp12;2和Lfitcp15;2基因序列克隆出的基因分别为Lfitcp12、Lfitcp15。利用VIGS技术对Lfitcp12和Lfitcp15S基因在紫薇进行基因沉默。沉默Lfitcp12导致紫薇分枝数量减少,主要由于髓部细胞数目减少,最终表现为矮生型紫薇枝叶稀疏;沉默Lfitcp15S使普通型紫薇节间缩短,主要使木质部细胞数目减少,植株株型较为紧凑。(3)在烟草中转化Lfitcp12、Lfitcp15D、Lfitcp15S基因,成功得到转基因阳性苗,其中Lfitcp15D已经得到T代转基因株系。对转基因植株的表型性状及细胞模式进行分析,发现Lfitcp12转基因株系节间细胞伸长、细胞数目减少,生长较为缓慢,但整体株高并未产生明显变化。Lfitcp15D和Lfitcp15S转基因株系株高增长,具体表现在节间细胞数目增多、细胞长度略微增长。(4)构建了紫薇酵母文库,构建Lfitcp12、Lfitcp15D、Lfitcp15S酵母双杂BD载体,筛选得到Lfitcp12的互作蛋白24个、Lfitcp15D的互作蛋白6个、Lfitcp15S的互作蛋白23个。在两种株型中分别克隆出Lfitcp12、Lfitcp15的上游启动子序列,分析序列差异和调控元件,Lfitcp12SQ、Lfitcp12DQ和Lfitcp15SQ、Lfitcp15DQ中均存在光响应元件、多种激素响应元件,而且Lfitcp15DQ还含有MYBHv1结合位点。综上,Lfitcp12、Lfitcp15对紫薇节间长度及株高性状具有调控作用,细胞分裂过程引起的细胞数目差异导致紫薇节间长度变化。研究结果为解析紫薇株高性状分子调控机制提供了理论依据。

关键词：紫薇株高 tcp转录因子功能分析调控机制

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狗牙根tcp转录因子基因家族鉴定与分析

草业科学 2024年第10期41卷 2330-2344页

作者：孙启雪陈焯婷陈荣荣张兵扬州大学动物科学与技术学院江苏扬州225009 江苏省中国科学院植物研究所江苏南京210014

tcp转录因子是植物特有的一类转录因子,在植物生长发育过程发挥着关键作用。狗牙根(Cynodon dactylon)是被广泛应用的、具有重要经济价值的暖季型草坪草,具有发达的根状茎和匍匐茎。本研究从狗牙根基因组鉴定了65个分属于PCF、CIN、CYC/... 详细信息

tcp转录因子是植物特有的一类转录因子,在植物生长发育过程发挥着关键作用。狗牙根(Cynodon dactylon)是被广泛应用的、具有重要经济价值的暖季型草坪草,具有发达的根状茎和匍匐茎。本研究从狗牙根基因组鉴定了65个分属于PCF、CIN、CYC/TB1亚族的tcp转录因子。染色体定位分析表明,65个tcp基因不均衡地分布于狗牙根36条染色体上;共线性分析表明,串联复制机制作用于tcp基因。研究结果表明,3个亚家族族内的tcp转录因子基因成员的基因结构、蛋白结构域均高度保守。亚细胞定位预测结果显示,tcp转录因子能够定位于细胞核、叶绿体和线粒体。启动子元件分析发现,tcp基因启动子区存在数量不等的激素应答顺式作用元件。转录组学数据显示,tcp基因具有不同的组织表达模式,该现象在匍匐茎和根状茎尤为明显。本研究为进一步探究tcp转录因子在狗牙根茎特化和生长发育过程中的作用奠定了基础。

关键词：狗牙根 tcp转录因子系统进化共线性分析生长发育茎特化基因表达谱

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杜仲tcp转录因子鉴定及生物信息学分析

中草药 2022年第12期53卷 3755-3765页

作者：刘俊李龙吴耀松刘燕任闪闪陈玉龙河南中医药大学中医药科学院河南省中医方证信号传导重点实验室河南郑州450046 西北农林科技大学林学院陕西杨凌712100 国际竹藤中心国家林业和草原局竹藤科学与技术重点开放实验室北京100102 国际竹藤中心安徽太平试验中心安徽黄山245716

目的对杜仲tcp(Teosinte branched 1/Cycloidea/Proliferating)基因家族进行筛选分析,以期为Eu tcps基因功能深入研究奠定基础。方法以杜仲基因组数据库为基础,通过生物信息学系统分析tcp基因家族的理化性质、系统进化、基因结构、启... 详细信息

目的对杜仲tcp(Teosinte branched 1/Cycloidea/Proliferating)基因家族进行筛选分析,以期为Eu tcps基因功能深入研究奠定基础。方法以杜仲基因组数据库为基础,通过生物信息学系统分析tcp基因家族的理化性质、系统进化、基因结构、启动子顺式作用元件及其在杜仲叶片发育及胶形成中的表达水平。结果从杜仲基因组中共鉴定到14个Eu tcps,氨基酸数目介于139~492,理论等电点分布在5.54~9.72,相对分子质量区域为18 880~53 620,亚细胞定位预测在细胞核中,均为亲水性蛋白。系统进化分为PCF、CIN和CYC/TB1 3个亚家族,分别包含5、6和3个Eu tcps蛋白。表达模式分析显示,Eu tcps在杜仲叶片不同发育时期存在显著差异,每个发育时期Eu tcps表达量各不相同,Eu tcps正调控杜仲胶的形成。结论杜仲中tcp家族包含14个成员,各成员的分子特征和组织表达特异性存在一定的差异,Eu tcps可能参与杜仲叶片发育及杜仲胶的形成。

关键词：杜仲 tcp转录因子系统进化表达分析叶片发育

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茶树tcp转录因子的鉴定与表达分析

园艺学报 2019年第12期46卷 2369-2382页

作者：温贝贝罗勇刘冬敏张向娜李娟王英姿王坤波黄建安湖南农业大学茶学教育部重点实验室长沙410128 国家植物功能成分利用工程技术研究中心长沙410128 湖南省植物功能成分利用协同创新中心长沙410128

基于茶树基因组数据,通过生物信息学方法,对茶树全基因组tcp家族成员进行染色体定位、基因结构、编码蛋白特性和系统进化关系分析,同时采用荧光定量PCR验证茶树tcps在不同组织部位的相对表达水平。结果表明,茶树全基因组中共鉴定出36个... 详细信息

基于茶树基因组数据,通过生物信息学方法,对茶树全基因组tcp家族成员进行染色体定位、基因结构、编码蛋白特性和系统进化关系分析,同时采用荧光定量PCR验证茶树tcps在不同组织部位的相对表达水平。结果表明,茶树全基因组中共鉴定出36个具有典型tcp保守结构域的转录因子基因,其CDS全长和编码氨基酸的数量分别在453~1824 bp和150~607 aa之间,命名为Cstcp1~Cstcp30。系统进化分析显示,茶树tcp转录因子家族可分为2个亚族:ClassⅠ和ClassⅡ,并可进一步分为8个亚组(A^H),其中ClassⅠ亚族中的tcp蛋白属于PCF或tcp-P类型,而ClassⅡ可分为CYC/TB1和CIN两种类型。基因结构和保守结构域分析结果显示,同一亚组内,tcp蛋白具有相似的氨基酸结构和保守区域,而不同亚组之间具有较大差异,暗示不同类型tcp转录因子可能具有独特的生理功能。除Cstcp21b外,其余35个Cstcp基因在茶树叶片不同生长时期均有表达,但其表达水平呈现不同趋势;荧光定量分析显示其家族成员具有组织表达特异性;外源GA3和ABA处理可以显著激活或抑制该家族基因成员的表达。

关键词：茶树 tcp转录因子全基因组系统进化分析定量表达

植物tcp转录因子的作用机理及其应用研究进展

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植物遗传资源学报 2018年第1期19卷 112-121页

作者：冯志娟徐盛春刘娜张古文胡齐赞龚亚明浙江省农业科学院蔬菜研究所杭州310021

tcp转录因子是一类植物特有蛋白,含有保守的tcp domain,其中由60个氨基酸组成的b HLH结构是结合DNA和蛋白互作所必需的。tcp转录因子由于其广泛参与调控植物的生长发育过程(如分枝、株高、叶型、花型等)而备受关注。最近有报道显示,tcp... 详细信息

tcp转录因子是一类植物特有蛋白,含有保守的tcp domain,其中由60个氨基酸组成的b HLH结构是结合DNA和蛋白互作所必需的。tcp转录因子由于其广泛参与调控植物的生长发育过程(如分枝、株高、叶型、花型等)而备受关注。最近有报道显示,tcp转录因子在植物逆境胁迫应答中(如低温和高盐)同样发挥重要作用。tcp蛋白参与多种信号转导途径(如油菜素内酯、茉莉酸、赤霉素、细胞分裂素等),可能是连接生长发育和介导胁迫响应的一个交叉点。本文从分子生物学角度,系统综述了植物tcp转录因子的作用机理及其在激素应答、发育调控及环境胁迫响应等过程中的功能,以期为基因工程方法改良作物生长模式和抗性提供参考。

关键词： tcp转录因子激素信号生长发育逆境应答作用机理