林烟草蛋白激酶NsylCIPK3基因的克隆与功能分析

CIPK蛋白激酶家族(CBL-interacting protein kinase)是一类丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶家族,与类钙调磷酸酶B亚基CBL(calcineurin B-like protein)蛋白共同形成CBL-CIPK网络,在植物的生长发育和逆境胁迫响应过程中发挥重要作用。烟草中该家族的研究还比较少,本研究从林烟草(Nicotiana sylvestris)中获得一个CIPK家族基因,该基因与拟南芥和杨树中的CIPK3同源性分别为68.4%和87.5%,将其命名为Nsyl CIPK3。氨基酸序列分析表明,Nsyl CIPK3具有CIPK蛋白家族的典型结构特征,在N端和C端分别具有典型的激活环结构域和NAF结构域。进化树分析显示,Nsyl CIPK3属于CIPK蛋白亚家族Ⅱ。表达模式研究表明,该基因在林烟草的叶和腋芽中的表达量相对较高,在主根中的表达量次之,在侧根、茎、花瓣和萼片中的表达量相对较低,并且在烟草成熟期的叶中表达量明显升高。在高盐、紫外光和低钾胁迫下该基因的表达发生不同程度的上调。酵母双杂交结果显示,Nsyl CIPK3可与Nsyl CBL9互作。推测Nsyl CIPK3可能通过与Nsyl CBL9互作形成信号通路,激活下游靶蛋白,参与烟草响应非生物逆境胁迫的信号转导过程。

番茄和马铃薯CIPK3基因的鉴定和特征分析

为了研究番茄和马铃薯CIPK3基因的功能,利用生物学信息学的方法从番茄和马铃薯的基因组中分别鉴定出2个与拟南芥CIPK3同源的基因,并对这些基因的结构特征、系统进化和顺式元件进行了系统分析。结果表明,番茄和马铃薯的2个CIPK3基因均与拟南芥的CIPK3直系同源,且都含有14个外显子,编码区大小相似,编码蛋白预测都位于细胞膜上且含有的基序类型相同;在它们的编码区上游序列中均存在多个激素和逆境应答元件,暗示它们在激素和逆境应答中具有一定功能。