薄壳山核桃和山核桃CDPK基因家族的鉴定及表达分析

作者：赵娟; 朱凯凯; 范平桦; 谭鹏鹏; 彭方仁; 李永荣

来源：农业生物技术学报, 2021, 1-15.

• 薄壳山核桃
• 山核桃
• 钙依赖蛋白激酶（CDPK）
• 基因家族
• 基因表达

钙依赖蛋白激酶（calcium-dependent protein kinase, CDPK）是植物特有的一类丝氨酸/苏氨酸型蛋白激酶，在植物生长发育和逆境信号转导过程中具有十分重要的作用。为了探讨CDPK在薄壳山核桃（Carya illinoinensis）和山核桃（Carya cathayensis）生长发育过程中的作用，本研究利用生物信息学手段从薄壳山核桃和山核桃基因组中鉴定CDPK基因家族，利用MEGA7.0软件进行多序列比对和系统进化树构建，并进行基因结构和保守基序分析。结果显示，本研究成功鉴定了28个薄壳山核桃CDPK基因家族成员（CILCDPK1～28）和25个山核桃CDPK基因家族成员（CCACDPK1～25）；进一步构建薄壳山核桃、山核桃、拟南芥（Arabidopsis thaliana）以及水稻（Oryza sativa）的CDPK成员系统进化树，聚类分析结果显示CDPK蛋白分为4个亚组；顺式作用元件分析结果表明，所有CDPK基因均含有激素响应元件，其中数目最多的是脱落酸响应元件。薄壳山核桃和山核桃的转录组数据分析显示，3个CILCDPKs和2个CCACDPKs可能在胚胎发育的3个关键阶段发挥重要作用；薄壳山核桃嫁接愈合过程中，3个CDPK家族基因高表达，可能在薄壳山核桃愈伤组织和维管组织形成时期发挥重要作用。qPCR分析结果显示，CILCDPK1/3/6/11/13/19/25在干旱胁迫下基因表达上调。本研究为探讨CDPK基因家族在植物生长发育及干旱胁迫响应中的作用机制提供参考。

• 单位
  南方现代林业协同创新中心; 南京绿宙薄壳山核桃科技有限公司; 南京林业大学