杂交甘蔗钙调素结合转录激活因子(CAMTA)的全基因组鉴定及干旱胁迫下的转录组表达分析

这篇研究通过最新发布的杂交甘蔗基因组(10Gb)，利用高粱CAMTA保守结构域的HMM模型，鉴定出48个ScCAMTA基因（其中46个含完整CG-1/TIG/IQ/Ank结构域）。系统发育分析将其分为7类（ScCAMTA1-7），揭示其在启动子区富含MBS（干旱响应）等顺式元件。通过miRNA靶标预测、蛋白互作网络及RNA-seq验证，发现ScCAMTA7在干旱条件下显著激活，为培育抗旱甘蔗品种提供了关键分子靶点。

　　

Highlight

随着杂交甘蔗复杂基因组于2023年公开，本研究首次系统解析了其钙调素结合转录激活因子（Calmodulin-Binding Transcription Activator, CAMTA）家族。通过高粱CAMTA结构域（CG-1/TIG/IQ/Ank）的HMM模型，从10Gb基因组中鉴定出46个完整ScCAMTA基因，系统发育分析将其划分为7个进化枝（ScCAMTA1-7），每个进化枝含5-7个亚基因组拷贝（如ScCAMTA1A-1E）。

Phylogenetic analysis clustered ScCAMTAs into 7 clades

甘蔗与玉米、高粱CAMTA的相似性高于水稻或拟南芥。启动子分析显示这些基因富含MBS（MYB结合位点，干旱响应）等应激相关顺式元件，暗示其直接参与干旱适应。

Discussion

ScCAMTA7在干旱条件下的显著高表达尤为突出，其通过Ca²⁺-CaM-CAMTA通路解码钙信号，并与脱落酸（ABA）、水杨酸（SA）等激素协同调控应激响应。蛋白互作网络进一步揭示其与应激信号通路的广泛关联，为甘蔗抗旱分子育种提供了新策略。

Conclusion

该研究不仅揭示了甘蔗CAMTA家族的进化保守性与功能多样性，更为应对气候变化下的甘蔗可持续生产提供了关键理论依据。