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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（2021-2022年度） ; 科技核心（2021版） ; 农林核心（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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