Transcription Factors PvERF15 and PvMTF-1 Form a Cadmium Stress Transcriptional Pathway

1. 引言

镉是一重金属，对生物有着严重的毒害作用。因此，在长期进化过程中，一些植物逐渐形成了一套自己的解毒机制。在镉胁迫下，植物很多耐镉相关基因表达调控都会发生变化，从而来适应环境，接触镉的毒害。

目前为止，只有很少一部分镉响应转录因子被发现 ，如下：

Wheat (Triticum aestivum) heat shock A4a.
Indian mustard (Brassica juncea) BjCdR15.
Arabidopsis (Arabidopsis thaliana) bHLH29, bHLH38, and bHLH39.
Maize (Zea mays) OXIDATIVE STRESS2.Arabidopsis ZAT6.

但是这些转录因子的上游转录调控路径任然不清楚，而本文的一个创新点在于发现了并鉴定了一个乙烯响应因子PvERF15，参与镉诱导的PvMTF-1激活和产生镉耐性。

2. 结果

2.1 PvERF15是一个镉响应的转录因子，并且能够结合到PvMTF-1的启动子

首先，作者通过酵母单杂实验或转录活性实验以及亚细胞定位，再通过实时荧光定量PCR验证了确实是转录因子，并且是对镉响应。

Fig. 1

2.2 PvERF15结合到启动子的ACE元件

进一步通过western blot 和EMSA体外实验以及酵母单杂实验，证明了结合的元件是ACE。

Fig. 2 Fig. 3

2.3 ACE元件不受镉诱导，却是一个正调控的元件

为了进一步证明，这个元件的作用，明确是否受到镉的诱导。作者通过构建是否带有ACE元件的转基因株系，通过镉处理，并使用western blot技术，从蛋白水平表明，ACE是一个正调控元件，却不受镉的诱导。

Fig. 4

2.4 PvERF15能够激活基因的表达

在一次设计实验，来证明ERF15确实能够促进基因的表达。通过设计突变的ACE元件报告载体和正常的ACE元件GUS报告载体，最后通过GUS的表达量，确定起到激活基因表达。

Fig. 5 Fig. 6

2.5 PvERF15在植物体内对PvMTF-1的表达具有很重要的作用

为了在植物中说明PvERF15的作用，通过构建RNAi和OE株系，来检测PvMTF-1的表达量，表明ERF15能够影响PvMTF-1的表达。

Fig. 7

2.6 瞬时表达分析表明PvERF15下调降低植物对镉的耐受力

通过瞬时表达烟草叶片，并用镉溶液处理，观察表型，以及测定叶片的叶绿素含量，表明
PvERF15对耐镉的重要性。

Fig. 8 Fig. 9 Fig.10

3. 讨论

在这一部分，作者对自己的整个实验进行了总结，形成了一个镉响应的pathway途径，并阐述了PvERF15对耐镉的重要性，以及其结合元件是一个不受镉诱导的ACE新元件。
最后作者指出了本实验的不足以及接下去的工作，要在本植物中进行相关实验分析，而不是在外源其他物种进行实验，除了在镉的条件下，可以进一步分析ACE元件在乙烯响应途径中的作用。