钙依赖性蛋白激酶调控翼豆(Psophocarpus tetragonolobus)块根形成的分子机制研究

研究人员针对翼豆(Psophocarpus tetragonolobus)这一未被充分利用的高蛋白豆科植物，通过转录组分析揭示了其块根形成的分子机制。研究发现Ca2+/CaM（钙调蛋白）依赖的蛋白激酶（CDPK）信号通路在块根形成中起关键作用，其中CDPK1和CDPK5基因显著高表达。该研究为理解植物块根发育的分子调控网络提供了新见解。

　　

这项研究聚焦于高营养却未被充分开发的翼豆(Psophocarpus tetragonolobus)，深入探索了其富含蛋白质的块根形成机制。通过对比普通根和块根的转录组数据，科学家们锁定了8个可能与块根形成相关的候选基因。qRT-PCR验证显示，钙离子(Ca²⁺)依赖的蛋白激酶家族(CDPKs)表现尤为突出——特别是CDPK1和CDPK5基因，它们在块根组织中的表达量显著飙升。

研究团队构建了一个精彩的分子调控模型：就像植物界的"摩斯密码"，Ca²⁺和它的搭档钙调蛋白(CaM)组成了启动块根形成的信号系统。这些信号分子通过影响转录调控因子，激活了包括植物激素信号、钙离子波动和代谢重编程在内的多条通路。这个发现不仅解开了翼豆"长胖"(块根膨大)的分子开关，更为其他块根类作物的遗传改良提供了理论弹药。想象一下，未来或许能通过调控这些钙信号元件，让更多作物长出营养丰富的"地下仓库"呢！