甜瓜CmCIPK家族全基因组鉴定和逆境条件下的表达分析

熊 雪，赵丽娜，杨森林，SAMIAH Arif，张屹东

(上海交通大学 农业与生物学院，上海 200240)

植物在其生长发育过程中，往往会遇到干旱、盐渍等一些不利的环境因素，为应对这些外界刺激，它们在进化过程中形成了一系列响应机制来减少对自身的损害作用；其中，作为第二信使的Ca2+，在植物响应非生物逆境胁迫的信号传导过程中发挥着重要作用。类钙调磷酸酶-B蛋白(calcineurin B-like protein，CBL)是植物中一种特有的钙离子识别受体蛋白，它通过与其互作的激酶蛋白(CBL-interacting protein kinase，CIPK)相互作用并激活后者，进而磷酸化修饰下游的靶分子，启动下游一系列响应机制[1]。

作为CBL的靶蛋白，CIPK在植物体内以多基因家族的方式存在。它通常由2个结构域组成：一个是保守的N端激酶催化结构域，它包含1个含有磷酸化位点的激活环；另一个是含有NAF/FISL基序的C端调节结构域。FISL基序因其天冬酰胺(asparagine，Asn)、丙氨酸(alanine，Ala)、苯丙氨酸(phenylalanine，Phe)、异亮氨酸(isoleucine，Ile)、丝氨酸(serine，Ser)和亮氨酸(leucine，Leu)高度保守而得名，是介导CIPKs与CBLs互作所必需的[2]。目前许多研究证明，CIPK基因在植物响应逆境胁迫中发挥着重要作用。在盐生植物大麦中，HbCIPK2与HbCBL1相互作用以激活HbVGKC1吸收K+的同时，也与HbCBL4/HbCBL10形成复合物以调节HbSOS1L外排Na+来应对盐胁迫[3]。拟南芥中，AtCIPK24和AtCBL4相互作用，驱动Na+/H+交换器SOS1将Na+泵出，进而调节植株的耐盐性；而AtCIPK23与CBL1/CBL9形成复合物，参与脱落酸(ABA)相关的气孔孔径调节，从而应答干旱胁迫[4]。AtCIPK24与PP2C家族成员ABI2(ABA insensitive 2)结合以调节植株对盐和ABA的抗性[5]。在木薯中，MeCIPK23与转录因子MeWHYs互作，激活MeNCED1基因，使其表达量上调，从而导致ABA生物合成增加并调节植株的抗旱性[6]。……