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亚洲棉CBL基因家族鉴定及生物信息学分析*

2021-04-27杨秀邓艳凤肖水平刘新稳王涛杨绍群

棉花科学 2021年2期
关键词:分析

杨秀,邓艳凤,肖水平,刘新稳,王涛,杨绍群

(江西省棉花研究所/国家棉花产业技术体系鄱阳湖综合试验站,江西 九江 332105 )

土壤盐碱化会引起离子毒性、高渗透胁迫和氧化等次生胁迫从而对植物造成危害[1]。但植物为了应对恶劣的环境在高盐条件下进化出很多调节植物生长的机制[2]。其中一个关键机制涉及到植物细胞中的钙浓度升高和钙依赖信号通路[3]。研究发现,钙调磷酸酶B亚基蛋白(calcineurin B-like proteins)基因在植物非生物逆境应答以及钙信号转导过程发挥重要的作用。CBL蛋白包含EF-hand基序,与Ca2+结合时,它们发生构象变化,并与丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶(CIPK)特异性相互作用,形成CBL-CIPK通路,被广泛认为是植物响应和适应不同外部压力触发Ca2+信号的主要机制[4-6]。此外,CBL-CIPK已被证明是调节植物对多种非生物胁迫(如高盐、K+缺乏、Mg2+过量和干旱)的重要信号网络[7-8]。它还调节植物的生长和发育,硝酸盐、铵和铁的吸收和运输,维持H+的稳态,以及活性氧信号的转导。

到目前为止,关于CBL蛋白功能的研究很多,拟南芥中的研究最为深入。在拟南芥中,已经发现了编码CBL蛋白的10个基因[4]。其中钙调磷酸酶B亚基蛋白4(CBL4/SOS3)、CBL相互作用蛋白激酶24(CIPK24/SOS2)和SOS1组成的SOS途径是通过将Na+挤压到细胞外空间,从而使植物具有耐盐性,控制细胞离子平衡[9-10]。CBL10-CIPK8复合物通过激活拟南芥幼苗中SOS1途径,使Na+外排,从而提高拟南芥的耐盐能力[11]。过表达拟南芥CBL5使植物在发育早期对高盐或高渗透胁迫具有更强的抵抗力,但没有改变它们对ABA的反应[12]。此外,CBL2和CBL3还参与调控植物种子产量和大小,并且与CIPK3/9/23/26构成了一个多价的相互作用网络,调控Mg2+的空泡隔离,从而保护植物免受Mg2+毒性[13-15]。……

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