蒺藜苜蓿CIPK基因家族全基因组鉴定及表达分析

CIPK作为Ca^(2+)信号通路中CBL蛋白的直接靶标蛋白广泛存在于植物中,其与植物生长发育及非生物胁迫响应密切相关。通过同源比对,在蒺藜苜蓿全基因组中共筛选得到28条CIPK同源序列,分布于全基因组的7条染色体上,MtCIPKs编码蛋白序列长度介于319~510个氨基酸之间;依据内含子多少,通过进化分析所分成的3个群组可分为无或少内含子组(GroupⅠ)以及多内含子组(GroupⅡ和GroupⅢ);大多MtCIPKs蛋白结构较为保守,其N端均存在1个催化激活结构域(MtCIPK7除外),C端均含有调控域NAF结构域;成员中共鉴定获得15种保守模体,其中N端motif更为保守;基因家族成员中有6对基因在进化过程中存在共线性关系,进化分析发现其经历了纯化选择,且分离时间估算预示其来自蒺藜苜蓿第一次全基因组复制甚至更早的基因组复制事件;经蛋白互作分析预测,共获得6对MtCBL-MtCIPK互作蛋白;基因家族成员上游启动子区域存在多种参与响应植物激素和非生物胁迫的顺式作用元件,且类型和数量在各成员间存在一定差异;基因芯片表达数据分析显示,部分家族成员呈现一定组织表达特异性,在响应干旱或高盐胁迫的过程中其表达模式也存在明显差异,MtCIPK9、MtCIPK10、MtCIPK23和MtCIPK24是参与干旱和(或)高盐胁迫响应的重要功能候选基因。