玉米CIPK基因家族的鉴定及ZmCIPK3的抗旱性功能研究
文献类型: 中文期刊
作者: 陈小晶;王冬梅;关红辉;郭剑;沙小茜;李永祥;张登峰;刘旭洋;何冠华;石云素;宋燕春;王天宇;黎裕;刘颖慧;李春辉
作者机构:
关键词: 玉米;基因家族;ZmCIPK3;抗旱性
期刊名称:植物遗传资源学报
ISSN: 1672-1810
年卷期: 2022 年
页码:
收录情况: 北大核心(2020版) ; CSCD(2020-2021年度) ; 农林核心(2020版) ; 科技核心(2020版)
摘要: 钙调磷酸酶B类互作蛋白激酶CIPK(CBL interacting protein kinases)是植物钙离子信号通路中响应非生物逆境胁迫的重要蛋白激酶之一。本研究以拟南芥和水稻中CIPK家族基因序列信息为基础,利用玉米参考基因组B73和生物信息学分析方法,全基因组范围内鉴定玉米CIPK基因家族成员,分析CIPK家族基因的进化关系、基因结构、基因表达模式和对干旱胁迫的响应。本研究共鉴定出44个玉米CIPK家族基因,并将其分为5个亚家族,每个亚家族有不同的外显子-内含子和UTR的结构特征;基于基因差异表达分析,筛选出5个与抗旱性相关的候选基因ZmCIPK3、ZmCIPK7、ZmCIPK44、ZmCIPK25和ZmCIPK28;进一步的遗传数据表明,干旱胁迫下ZmCIPK3拟南芥转基因株系的存活率明显高于野生型,提高了拟南芥的抗旱性;同时,干旱胁迫下ZmCIPK3拟南芥转基因株系中抗旱性相关生化指标过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)活性显著高于野生型,而丙二醛(MDA)和脯氨酸(Pro)的含量显著低于野生型。本研究在玉米全基因组水平上鉴定了CIPK基因家族成员,分析了其在不同抗旱性材料、不同水分处理下的基因表达模式,明确了ZmCIPK3是一个抗旱性候选基因。
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