钙调磷酸酶B类互作蛋白激酶(CIPK,CBL interacting protein kinases)是植物钙离子信号通路中响应非生物逆境胁迫的重要蛋白激酶之一.本研究以拟南芥和水稻中CIPK家族基因序列信息为基础,利用玉米参考基因组B73和生物信息学分析方法,全基因组范围内鉴定玉米CIPK基因家族成员,分析CIPK家族基因的进化关系、基因结构、基因表达模式和对干旱胁迫的响应.本研究共鉴定出44个玉米CIPK家族基因,并将其分为5个亚家族,每个亚家族有不同的外显子-内含子和UTR的结构特征;基于基因差异表达分析,筛选出5个与抗旱性相关的候选基因ZmCIPK3、ZmCIPK7、ZmCIPK44、ZmCIPK25和ZmCIPK28;进一步的遗传数据表明,干旱胁迫下ZmCIPK3拟南芥转基因株系的存活率明显高于野生型,提高了拟南芥的抗旱性;同时,干旱胁迫下ZmCIPK3拟南芥转基因株系中抗旱性相关生化指标过氧化物酶、超氧化物歧化酶活性显著高于野生型,而丙二醛和脯氨酸的含量显著低于野生型.本研究在玉米全基因组水平上鉴定了 CIPK基因家族成员,分析了其在不同抗旱性材料、不同水分处理下的基因表达模式,明确了 ZmCIPK3是一个抗旱性候选基因.

玉米;基因家族;ZmCIPK3;抗旱性

陈小晶;王东梅;关红辉;郭剑;沙小茜;李永祥;张登峰;刘旭洋;何冠华;石云素;宋燕春;王天宇;黎裕;刘颖慧;李春辉

河北北方学院农林科技学院,张家口 075000;中国农业科学院作物科学研究所,北京100081;长江大学农学院,湖北荆州434000

植物遗传资源学报

[1]陈小晶;王东梅;关红辉;郭剑;沙小茜;李永祥;张登峰;刘旭洋;何冠华;石云素;宋燕春;王天宇;黎裕;刘颖慧;李春辉-.玉米CIPK基因家族的鉴定及ZmCIPK3的抗旱性功能研究)[J].植物遗传资源学报,2022(04):1064-1075

ZmCIPK3,ZmCIPK7,ZmCIPK44,ZmCIPK25,ZmCIPK28

基因家族,抗旱性,性功能,功能研究,互作蛋白,蛋白激酶,CBL,interacting,protein,kinases,钙离子信号通路,非生物逆境胁迫,拟南芥,水稻,家族基因,基因序列信息,参考基因,B73,生物信息学分析,全基因组,进化关系,基因结构,基因表达模式,干旱胁迫,亚家族,外显子,内含子,UTR,基因差异表达,差异表达分析,候选基因,转基因,株系,野生型,脯氨酸,不同水分处理

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