摘要: 钙依赖蛋白激酶(calcium-dependent protein kinase, CDPK)是植物特有的钙信号感应因子,广泛参与植物的生长发育与逆境响应。为系统鉴定丹参(
Salvia miltiorrhiza)
CDPK基因家族成员及其对镉(cadmium, Cd)胁迫的响应机制,本研究在丹参基因组中鉴定出26个全长
CDPK基因(
SmCDPKs),分布于7条染色体,并对其蛋白理化性质、二级结构及亚细胞定位进行了系统预测和分析。通过构建系统进化树,将SmCDPKs划分为四个亚族,并结合基因结构与保守基序分析,预测其功能的保守性与多样性。顺式作用元件分析显示,
SmCDPKs启动子区富含响应光照、激素及胁迫的调控元件。转录组数据分析结果表明,
SmCDPK基因在不同Cd浓度胁迫下呈现组织特异性表达模式,其中
SmCDPK18在根和叶中均受Cd胁迫诱导上调表达,而
SmCDPK2、SmCDPK8、SmCDPK22等基因的表达水平受Cd胁迫诱导后显著下调。通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测Cd胁迫下基因的相对表达量,结果与转录组数据一致,验证了关键差异表达的
SmCDPKs的Cd响应模式。本研究从基因组层面对丹参
CDPK基因家族进行了系统鉴定并探讨其在Cd胁迫诱导下的响应特征,为丹参应对Cd胁迫的机制研究及分子育种提供了关键基因资源与理论依据。
