玉米钙依赖蛋白激酶38(ZmCDPK38)的生物信息学及表达特性分析
2021-02-02李建平足木热木吐尔逊常晓春郝晓燕高升旗孙良斌黄全生
李建平,足木热木·吐尔逊,常晓春,郝晓燕,陈 果,高升旗,孙良斌,黄全生
(新疆农业科学院核技术生物技术研究所/新疆农作物生物技术重点实验室,乌鲁木齐 830091)
0 引 言
【研究意义】玉米等高等植物在长期的进化过程中形成一系列生理或发育机制来响应环境中的各种胁迫[1]。这些生理或发育机制在生化水平上涉及许多重要的生化代谢途径的调节;在分子水平上涉及包括逆境胁迫信号的传递与基因转录控制等一系列过程[2]。但是,植物应对逆境胁迫的调控机制是异常复杂的[3]。利用分子生物学方法和手段探索作物的耐旱机制,改善作物本身的抗旱能力,进而发现新的遗传资源成为培育耐旱新品种的重要环节。【前人研究进展】1982年Hetherington等首次在豌豆(Pisumsativum)中发现1个CDPKs[4]。随后在植物、原生动物中相继发现了CDPKs的存在[5]。在拟南芥(Arabidopisthaliana)中目前已发现34个CDPKs[6],水稻中有31个成员[7],玉米(Zeamays)中有40个CDPKs[8]。除此之外,在其它植物中,例如:马铃薯[9](Solanum)、番茄[10](Lycopersiconesculuentum)、小麦[11](Triticumaestivum)和棉花[12](Gossypiumraimondii)中也相继发现了CDPKs家族。在玉米中,目前已发现40个玉米钙依赖蛋白激酶(ZmCDPK),其中ZmCDPK1、ZmCDPK7、ZmCDPK9、ZmCDPK10、ZmCDPK11、ZmCDPK22、ZmCDPK28和ZmCDPK34等基因相继被克隆,并且研究发现这些CDPKs基因在接收盐、ABA和H2O2等胁迫信号后转录水平上调[13]。玉米CDPK基因可能参与玉米生物非生物胁迫信号途径,但是其功能及信号传导机制目前尚不清晰,还有待深入研究。【本研究切入点】部分ZmCDPK基因成员如ZmCDPK38目前尚未见相关研究报道,是否响应非生物胁迫及其在非生物胁迫中发挥什么样的功能有待发掘和研究。【拟解决的关键问题】研究以ZmCDPK38作为研究对象,从生物信息学角度和基因表达特性2个方面对该基因的功能进行判断,为研究该基因的功能提供一定的参考依据。……
