马蕾+王施慧+刘淑梅+郎丰庆+纪复勤+李利斌+侯丽霞

摘 要：为了研究番茄和马铃薯CIPK3基因的功能，利用生物学信息学的方法从番茄和马铃薯的基因组中分别鉴定出2个与拟南芥CIPK3同源的基因，并对这些基因的结构特征、系统进化和顺式元件进行了系统分析。结果表明，番茄和马铃薯的2个CIPK3基因均与拟南芥的CIPK3直系同源，且都含有14个外显子，编码区大小相似，编码蛋白预测都位于细胞膜上且含有的基序类型相同；在它们的编码区上游序列中均存在多个激素和逆境应答元件，暗示它们在激素和逆境应答中具有一定功能。

关键词：番茄；马铃薯；CIPK3；基因特征；进化；顺式元件

中图分类号：Q785 文献标识码：A DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2017.08.001

Abstract： To dissect the function of CIPK3 genes of tomato and potato， respectively identified two genes in the genome of tomato and potato homologous to Arabidopsis CIPK3 using bioinformatics method. And also the structure， characteristics， evolution， and cis-elemetnts of these genes were systematically analyzed. The results showed that， all these CIPK3 genes in tomato and potato were orthologs of AtCIPK3. And they all had 14 exons and similar coding sequence size. Their putative encoded proteins were all predicted to localized on membrane and had same type motifs. In the upstream of tomato and potato CIPK3 genomic sequences， there were multiple cis-elements responsive to plant hormones and environmental stresses， which suggested these gene may play some roles in the process of hormone and stress response.

Key words： tomato； potato； CIPK3； gene characteristics； evolution； cis-elements

马铃薯是我国重要的粮菜兼用作物，其抗逆性如何直接影响马铃薯的产量和品质[1-2]。目前，有关马铃薯抗性品种筛选[3-4]、抗逆生理[5-6]、抗性指标筛选[7]以及抗逆基因克隆表达和转移基因研究取得了很大进展[8-9]。番茄是我国主要的栽培蔬菜之一，有关番茄非生物逆境抗性的研究日益受到国内外学者的重视，目前已取得很大进展[10-14]。但是有关马铃薯和番茄CIPK基因的研究尚未见报道。CIPK家族是植物特有的激酶家族[15-16]，其作为细胞内钙信号系统的一员，在植物非生物逆境和生物逆境应答[17-19]、ABA信号转导[20-21]、矿质营养吸收[22-24]和发育过程中具有重要功能[25-27]。其中，拟南芥的CIPK3在ABA和冷胁迫应答、细胞内镁离子的动态平衡和镁离子过量胁迫下的植株生长发育具有一定功能[21，24，28]。模式植物拟南芥CIPK的研究和番茄、马铃薯基因组测序的完成[29-30]，为解析番茄和马铃薯的CIPK基因及其功能提供了重要启示。……