黄瓜（Cucumis sativus）中的CBL和CIPK基因家族：全基因组分析及其在非生物和生物胁迫下的表达谱

《Plant Molecular Biology Reporter》：The CBL and CIPK Gene Family in Cucumber (Cucumis sativus): Genome-Wide Analysis and Expression Profiles in Response to Abiotic and Biotic Stresses

本研究首次全面鉴定黄瓜中7个CBL和19个CIPK基因，揭示其系统发育分类及基因结构特征，发现CIPK通过内含子增减驱动进化，CBL和CIPK均存在串联和间隔重复扩张。组织特异性表达和胁迫调控分析表明这些基因在钙信号传导中起关键作用，为瓜类植物功能研究奠定基础。

　　

摘要

钙调神经磷酸酶B样蛋白（CBLs）作为Ca²⁺传感器，在植物生长、发育以及对环境胁迫的响应中起着关键作用，它们通过与CBL相互作用蛋白激酶（CIPKs）相互作用来实现这一功能。尽管在许多植物物种中，CBL和CIPK基因家族已经得到了充分研究，但在黄瓜（Cucumis sativus）中的相关研究仍然较少。在本研究中，研究人员在黄瓜中鉴定了7种CBL蛋白和19种CIPK蛋白。系统发育分析将黄瓜的CBL和CIPK蛋白分别分为4组和5组。基因结构分析表明，CIPK蛋白可以分为两类：一类是内含子较少的（≤3个内含子），另一类是内含子较多的（≥11个内含子），这表明内含子的获得和丢失推动了CIPK蛋白的进化。串联重复和片段重复都对黄瓜中CBL和CIPK蛋白的扩增起到了作用。通过对12种组织的表达谱分析发现，大多数CBL和CIPK蛋白表现出组织特异性表达模式，而CsCIPK14在任何组织中都无法检测到，表明其表达已经丧失。此外，qRT-PCR结果显示，在各种生物和非生物胁迫下，许多CBL和CIPK基因的表达发生了差异性调控，进一步强调了它们在胁迫信号传导中的重要作用。总之，本研究首次全面概述了黄瓜中的CBL和CIPK基因，为葫芦科植物中钙依赖性信号传导的功能研究奠定了基础。