甜瓜CDPK和CRK基因家族的鑒定及表達(dá)分析.pdf

1、甜瓜是重要的經(jīng)濟(jì)作物，在我國(guó)栽培面積廣泛，但它的生長(zhǎng)發(fā)育易受逆境的影響。CDPK是一種植物中常見(jiàn)的絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶，在植物生長(zhǎng)發(fā)育和抵御逆境方面發(fā)揮重要作用。本研究利用生物信息學(xué)方法，在全基因組范圍內(nèi)，對(duì)甜瓜的CDPK和CRK基因家族進(jìn)行鑒定，并分析其染色體分布、基因結(jié)構(gòu)、進(jìn)化關(guān)系、基因復(fù)制方式及與擬南芥的共線性關(guān)系。同時(shí)，運(yùn)用實(shí)時(shí)熒光定量PCR，檢測(cè)不同甜瓜組織及逆境脅迫（白粉病、鹽害、低溫及ABA）后CDPK和CRK基因的表達(dá)

2、量，篩選到與逆境脅迫密切相關(guān)的基因。本研究取得的結(jié)果如下:
　　1、在甜瓜全基因組數(shù)據(jù)庫(kù)中鑒定出18個(gè)CmCDPKs和7個(gè)CmCRKs，這25個(gè)基因分布在除3號(hào)染色體外的11條甜瓜染色體上，其中4號(hào)染色體上分布的CDPK基因最多。
　　2、甜瓜CDPK和CRK基因的進(jìn)化和結(jié)構(gòu)分析。通過(guò)進(jìn)化關(guān)系分析，將甜瓜CDPKs分為四個(gè)亞族(CDPKⅠ-Ⅳ)，CDPKⅠ-Ⅲ亞族中的CDPK基因外顯子數(shù)目和內(nèi)含子相位較相似，含有7或8個(gè)外顯

3、子。與其他三個(gè)亞族相比，CDPKⅣ亞族中的CmCDPK14有12個(gè)外顯子，其外顯子-內(nèi)含子結(jié)構(gòu)與CRK基因較相似。用甜瓜、擬南芥、水稻和番茄的CDPK和CRK蛋白序列構(gòu)建系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù)。結(jié)果顯示，110個(gè)CDPKs被分為四個(gè)亞族，每個(gè)物種的CDPK在四個(gè)亞族中均有分布。在系統(tǒng)發(fā)育進(jìn)化樹(shù)上，CDPKⅣ和CRKⅠ的進(jìn)化關(guān)系較為緊密。
　　3、甜瓜CDPK和CRK的復(fù)制方式及與擬南芥的共線性分析。通過(guò)分析，在甜瓜中鑒定出兩對(duì)片段復(fù)制的CDP

4、K基因。同時(shí)在甜瓜和擬南芥中找出了20對(duì)共線性的CDPK基因和2對(duì)共線性的CRK基因。
　　4、甜瓜CDPK和CRK基因的表達(dá)模式。運(yùn)用實(shí)時(shí)熒光定量PCR，檢測(cè)了甜瓜CDPK和CRK基因在不同組織及不同逆境脅迫后的表達(dá)量。結(jié)果表明，除了CmCDPK3，其余的基因在根、莖、葉、花和卷須的至少一個(gè)器官中分布。大多數(shù)基因在白粉和ABA處理后下調(diào)表達(dá)，在鹽和低溫脅迫后上調(diào)表達(dá)。與其他處理相比，甜瓜CDPK和CRK基因?qū)浜γ{迫的響應(yīng)較為強(qiáng)