CBL-CIPK网络的特性及其与ABA信号传导在芦笋（Asparagus cochinchinensis）抗旱反应中的关联

《Chemical and Biological Technologies in Agriculture》：Characterization of the CBL-CIPK network and its association with ABA signaling in the drought response of Asparagus cochinchinensis

　　

摘要

背景

芦笋（Asparagus cochinchinensis (Lour.) Merr.）是一种具有显著经济价值的珍贵中药草本植物。然而，其栽培受到环境压力的严重限制，尤其是干旱。钙调神经磷酸酶B样（CBL）和CBL相互作用蛋白激酶（CIPK）网络构成了植物中解码应力诱导的Ca²⁺信号的关键钙传感器系统。尽管该系统非常重要，但其在芦笋中的分子结构及功能作用仍大部分尚未被阐明。

结果

在本研究中，我们利用PacBio单分子实时（SMRT）测序技术生成了芦笋的高质量全长转录组，获得了52,042个非冗余转录本。基于这一资源，我们鉴定出了35个AcCIPK基因和13个AcCBL基因。系统发育分析显示AcCIPK24/AcCIPK23与其拟南芥同源基因之间存在高度保守性，同时发现了物种特异性的可变剪接事件，包括AcCIPK24.5的截短异构体。酵母双杂交实验证实了AcCBL10与AcCIPK24之间的特异性物理相互作用。表达谱分析表明这些基因对干旱胁迫具有组织特异性和时间依赖性的响应。值得注意的是，尽管这两种基因在根和茎中的表达水平均下降，但AcCBL10在枝条中的表达显著上调，这暗示了复杂的调控机制。此外，激素分析表明干旱胁迫会诱导内源性ABA的积累，而外源ABA的应用不仅加速了内源性ABA的积累峰值，还增强了AcCBL10和AcCIPK24.5的表达，这表明钙信号通路与ABA通路之间存在某种联系。

结论

本研究首次全面阐述了芦笋中CBL-CIPK网络的功能特性。AcCBL10与AcCIPK24之间的特异性相互作用，以及钙信号通路与ABA通路之间的相互作用，为这种药用植物的干旱适应机制提供了潜在的分子框架。

图形摘要

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