CBL-CIPK 信号系统参与小桐子抗冷性形成的生物信息学分析

分类： 生物学 >> 植物学 >> 应用植物学 提交时间： 2021-12-19 合作期刊: 《广西植物》

王海波 李芙蓉 杨金翠 郭俊云

摘要： 类钙调磷酸酶 B 亚基蛋白（calcineurin B-like calcium sensor，CBL）属 Ca2+结合蛋白，通过与类钙调磷酸酶 B 亚基互作蛋白激酶（calcineurin B-like calcium sensor interacting protein kinase，CIPK）互作介导 Ca2+信号转导过程。CBL-CIPK 信号系统参与了植物对多种逆境胁迫的响应过程。为深入探讨小桐子抗冷性的机制，该研究基于序列比对的方法，在全基因组水平对小桐子 CBL 与 CIPK 基因家族进行鉴定，并对其系统进化、基因结构、表达特性及功能互作进行了解析。结果表明：（1）在小桐子基因组中共鉴定到8 个 CBL 基因与 18 个 CIPK 基因，CBL 与 CIPK 蛋白长度分别在 211~257 aa 与 422~484 aa 之间，等电点分别在 4.65~5.08 与 6.20~9.26 之间。（2）另外，CBL 基因家族都包含 8~10 个外显子，而 CIPK 基因家族分为显著的 1~2 个外显子（11 个基因）与 12~15 个外显子（7 个基因）两类。（3）多序列比对显示，小桐子 CBL 蛋白都鉴定到 1 个由 14 个氨基酸残基组成的非典型 EF-hand 基序与 3 个取代程度不同的典型EF-hand 基序，而 CIPK 蛋白都包含 N 端激酶结构域与 C 端自抑制 FISL/NAF 结构域。（4）染色体定位显示，26 个小桐子 CBL 与 CIPK 基因不均匀地分布于 9 条染色体上。（5）转录组数据分析表明，大部分 CBL与 CIPK 基因在小桐子叶片、根及种子中都有高水平表达，其中，JcCIPK14 与 JcCIPK18 在低温处理时上调表达量达到了极显著水平（P<0.01），参与小桐子的抗冷性过程。以上结果为开展小桐子 CBL 与 CIPK基因的功能鉴定与低温信号转导机制研究提供了借鉴。

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