综述：钙依赖性蛋白激酶：连接植物生长与胁迫响应的桥梁

这篇综述系统阐述了植物钙依赖性蛋白激酶（CDPKs）作为单分子Ca2+传感器和效应器的双重功能，揭示了其通过模块化结构（VNTD/KD/CAD域）解码钙信号、调控生长发育（如叶片生理、气孔运动）及胁迫响应（干旱/盐害/病原防御）的分子机制，为作物抗逆性改良提供了理论框架。

　　

植物钙依赖性蛋白激酶的多维调控网络

Introduction to plant calcium-dependent protein kinases (CDPKs)

作为植物中最普遍的第二信使，钙离子（Ca²⁺）浓度波动通过钙依赖性蛋白激酶（CDPKs）转化为磷酸化事件。这类独特蛋白兼具Ca²⁺感知与效应功能，在细胞分裂、重力响应等基础生理过程中发挥核心作用。

The protein structures of CDPKs determine their functional diversity

CDPKs的模块化结构包含可变N端域（VNTD）、丝氨酸/苏氨酸激酶域（KD）和钙调素样域（CAD）。VNTD的肉豆蔻酰化（N-myristoylation）和棕榈酰化（N-palmitoylation）修饰决定其膜定位特性，而CAD的EF手型结构通过结合Ca²⁺诱导构象变化，暴露KD的活性位点。这种结构可塑性使CDPKs能响应不同时空特性的钙信号。

Leaf physiology and photosynthesis

在蔷薇科植物中，CDPKs通过磷酸化醛糖-6-磷酸还原酶（Ald6PRase）调控糖醇合成，影响光合产物分配。拟南芥AtCPK1则通过激活质膜H⁺-ATPase调节气孔开闭，平衡CO₂吸收与水分流失，展现其对叶片功能的精细调控。

Drought stress

干旱胁迫下，拟南芥AtCDPK11通过磷酸化转录因子Di19促进其核滞留，激活胁迫响应基因表达。玉米ZmCPK12则直接磷酸化NADPH氧化酶RBOHF，产生活性氧（ROS）信号触发气孔关闭，形成快速防御机制。

Disease resistance

CDPKs参与植物双层免疫防御：在模式触发免疫（PTI）中，番茄SlCDPK5通过磷酸化MAPK级联组分增强对病原相关分子模式（PAMPs）的识别；而在效应触发免疫（ETI）中，水稻OsCDPK7通过调控NLR蛋白活性激发超敏反应。

Perspectives

未来研究需聚焦三个方向：解析CDPKs在生长可塑性中的分子机制，揭示多信号稳态维持途径，以及挖掘等位基因变异对作物适应性的影响。这些探索将推动基于CDPKs信号网络的精准分子设计育种。