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为探究猕猴桃（Actinidia chinensis）应对热胁迫的分子机制，研究人员开展了对 SnRK 基因家族的全基因组鉴定及 AcSnRK2.4 功能特性研究。结果发现 51 个 AcSnRK 基因，且 AcSnRK2.4 正向调控猕猴桃对热胁迫的响应，为猕猴桃抗热研究提供理论依据。
在大自然的舞台上，植物们常常面临着各种 “生存挑战”，高温就是其中之一。当温度飙升，超过植物的耐受极限时，一系列麻烦就接踵而至。植物体内会大量产生活性氧（ROS），这些 ROS 就像一群 “小捣乱分子”，会破坏细胞膜的结构，加速膜脂过氧化，还会降解叶绿素等重要生物分子。这不仅会让植物的光合作用受到抑制，生长发育也会受阻，严重时甚至会导致植物死亡。
猕猴桃，这种富含维生素 C、口感独特的水果，深受人们喜爱。但高温对猕猴桃植株可不 “友好”，一旦温度超过 30°C，猕猴桃植株的叶子就开始打蔫、掉落，果实生长也会受限；到了 33°C，还可能出现日灼现象，危及植株生命。而且，高温还会影响猕猴桃采后的品质，加速果实软化，降低维生素 C 含量，改变风味。
然而，面对高温威胁，植物并非毫无还手之力。蔗糖非发酵 1 - 相关蛋白激酶（SnRK）在植物应对生物和非生物胁迫中发挥着关键作用，它能触发蛋白磷酸化级联反应。在许多植物中，SnRK 基因家族都得到了广泛研究，但猕猴桃中关于 SnRK 基因的信息却十分匮乏。为了填补这一空白，探究猕猴桃应对热胁迫的分子机制，国内研究人员开展了深入研究，相关成果发表在《Environmental and Experimental Botany》杂志上。
研究人员运用了多种关键技术方法。首先，从猕猴桃基因组数据库下载相关序列数据，利用隐马尔可夫模型（HMM）搜索、保守结构域数据库验证等生物信息学手段，鉴定出猕猴桃中的 SnRK 基因。之后，通过转录组数据分析和实时荧光定量聚合酶链式反应（qRT - PCR）检测基因表达情况。为了研究 AcSnRK2.4 的功能，还采用了瞬时转化技术，构建过表达和沉默载体转化猕猴桃植株。
研究结果如下：
- AcSnRK 基因的鉴定与分布：研究人员成功从猕猴桃基因组中鉴定出 51 个 AcSnRK 基因，并将它们定位到 23 条染色体上。这些基因编码的蛋白质长度、分子量和等电点各不相同，亚细胞定位也有所差异，分别分布在细胞质、叶绿体、质膜、细胞核等不同细胞部位。
- 系统进化分析：通过构建系统进化树，发现所有 AcSnRK 蛋白可分为 3 个亚家族，分别是 SnRK1、SnRK2 和 SnRK3，且不同亚家族具有特定的结构域。
- 保守基序和基因结构分析：MEME 分析显示，同一亚家族的 AcSnRK 蛋白具有相似的基序组成，而不同亚家族则有所不同。基因结构分析表明，AcSnRK1 亚家族基因都含有 10 个外显子，SnRK2 亚家族除 AcSnRK2.7 含有 5 个外显子外，其余成员含 9 个外显子，AcSnRK3 亚家族外显子数量在 1 - 15 之间变化。
- 基因复制和共线性分析：大部分 AcSnRK 基因家族的同源基因对通过片段复制事件进行扩增，这表明片段复制在该基因家族进化中起到重要作用。此外，猕猴桃与拟南芥（Arabidopsis thaliana）基因组的共线性分析发现了 66 对 SnRK 同源基因，暗示 AcSnRK 基因家族可能经历了纯化选择。
- 启动子顺式作用元件分析：对 AcSnRK 基因启动子区域分析发现，其中存在多种与胁迫响应和激素相关的顺式作用元件，如低温响应元件、光响应元件、脱落酸（ABA）响应元件等，说明 AcSnRK 基因可能参与胁迫响应和植物激素信号通路。
- 基因表达分析：基于转录组数据和 qRT - PCR 分析，发现多数 AcSnRK 基因在热胁迫下表达下调，其中 AcSnRK2.4 表达下调最为明显。同时，研究还检测了部分 AcSnRK 基因在不同组织中的表达情况，发现它们在根、茎、叶中均有表达，但表达水平存在差异。
- AcSnRK2.4 对猕猴桃热胁迫响应的调控作用：通过瞬时转化实验，构建过表达 AcSnRK2.4（OE - AcSnRK2.4）和沉默 AcSnRK2.4（pTRV - AcSnRK2.4）的转基因猕猴桃植株。热胁迫处理后发现，OE - AcSnRK2.4 植株的 SPAD 值更高，丙二醛（MDA）含量、相对电解质渗漏（EL）和 ROS 含量更低；而 pTRV - AcSnRK2.4 植株则相反。此外，OE - AcSnRK2.4 植株的光合荧光参数（除 Y (NO) 外）更高，说明 AcSnRK2.4 能增强猕猴桃对高温胁迫的耐受性，保护光系统 II 免受高温损伤。
研究结论和讨论部分指出，该研究首次在猕猴桃中全面鉴定了 AcSnRK 基因家族，分析了其基因结构、进化关系等，并明确了 AcSnRK2.4 在猕猴桃应对热胁迫中的正向调控作用。这不仅为深入研究猕猴桃应对非生物胁迫的分子机制提供了理论基础，也为通过基因工程手段提高猕猴桃抗热能力、改良品种提供了重要的基因资源和理论依据 ，对推动猕猴桃产业的可持续发展具有重要意义。
