柯丹霞，彭昆鹏，张孟珂，贾妍

(1.信阳师范学院生命科学学院，河南 信阳 464000;2.大别山农业生物资源保护与利用研究院，河南 信阳 464000)

半胱氨酸蛋白酶抑制剂(cystatin)在生物体内广泛存在[1]，是一类可以与半胱氨酸蛋白酶特异性结合，并抑制其蛋白水解酶活性的蛋白质[2]。Cystatin蛋白首先被报道参与调控植物发育过程，包括严格控制植物体内蛋白质的降解[3]，参与贮藏蛋白的沉积和调运等生理过程[4-6]。此外，cystatin蛋白通过调控半胱氨酸蛋白酶的活性，从而延缓叶片衰老过程。如康乃馨(Dianthuscaryophyllus)cystatin 基因Dc-CPIn可以抑制花瓣的萎蔫[7]。水稻(Oryzasativa)cystatin 基因OC-I在烟草(Nicotianatabacum)中的异源表达延长了烟草的营养生长阶段，开花时间和叶片衰老过程被推迟[8]。苹果(Malusprunifolia)cystatin 基因MpCYS4也能够延缓叶片的衰老过程[9]。

近年来，研究发现cystatin基因在提高植物对非生物胁迫的抗性方面具有重要作用[10-11]。水稻cystatin 基因OC-I通过调控半胱氨酸蛋白酶活性影响植株对胁迫的抗性[12]。拟南芥(Arabidopsisthaliana)AtCYS4和AtCYS5基因受高温诱导表达，基因的过表达增强拟南芥的耐高温能力[13-14]。苹果MpCYS2[15]、MpCYS4[16]和MpCYS5[17]基因分别提高转基因拟南芥对干旱、脱落酸(abscisic acid，ABA)和盐胁迫的抗性。野生大豆(Glycinesoja) cystatin蛋白GsCPI14通过与钙结合类受体蛋白激酶GsCBRLK相互作用，参与碱胁迫反应[18]。另外，植物cystatin蛋白对鳞翅目、鞘翅目等有害昆虫的生长抑制作用[19-20]以及cystatin参与植物对病原菌入侵的防御过程[21-22]等方面也得到了较为深入的研究。

综上，大量证据表明植物cystatin基因在调控植株发育，提高植物对非生物胁迫和病虫害的抗性等方面具有重要作用。但关于该类基因在豆科植物共生结瘤过程中的功能研究报道较少。……