甘蓝SI相关基因BoCDPK14的克隆与分析

甘蓝自交不亲和性(self-incompatibility,SI)是柱头对相同单倍型的花粉产生的排斥或抑制反应。钙依赖蛋白激酶(calcium-dependent protein kinase,CDPK)是植物面对逆境信号时参与抗逆反应的重要元件。本文通过甘蓝自花授粉0~60 min的柱头转录组数据分析,成功地筛选到一个受自花授粉诱导上调表达的基因BoCDPK14,该基因与拟南芥中参与植物逆境信号传导的钙依赖蛋白激酶基因高度同源。BoCDPK14基因开放阅读框1599 bp,编码一种具有533个氨基酸残基的亲水性蛋白,可在大肠杆菌胞质中被诱导表达,其相对分子质量为60.4 kD,表明BoCDPK14为活性胞质蛋白。该基因起始密码子上游2000 bp的核苷酸序列中含有胁迫反应、激素反应、代谢调节等应答元件。BoCDPK14在甘蓝柱头、花粉、花蕾、花瓣和叶片中表达,且柱头中的表达量低于花粉。荧光定量PCR结果证实,BoCDPK14在0~60 min的表达变化趋势与转录组分析结果一致。通过酵母双杂交发现,BoCDPK14蛋白激酶结构域与谷氨酸受体通道蛋白BoGLR2.8d存在相互作用,表明BoCDPK14可能是参与SI反应过程的新蛋白。本研究结果表明BoCDPK14可能作为Ca2+信号元件参与甘蓝柱头响应花粉刺激的分子过程,这为甘蓝自交不亲和的进一步研究和利用提供了新内容。