胡杨钙依赖蛋白激酶基因PeCPK10功能鉴定及调控机理研究

通过本项目的实施，完成了全基因组水平胡杨中CDPK家族的筛选及鉴定工作，分离出一个受干旱、高盐诱导表达的钙依赖蛋白激酶基因PeCPK10，通过研究不同胁迫处理下PeCPK10 的表达模式，得出 PeCPK10受干旱、高盐以及寒冷的诱导，同时受到ABA的微弱诱导。因此，PeCPK10作为钙依赖蛋白激酶基因参与了胡杨中的非生物逆境胁迫响应。我们采用拟南芥原生质体表达法、烟草瞬时侵染法等多种研究手段对PeCPK10进行了亚细胞定位研究，结果显示，使用拟南芥原生质体和洋葱为瞬时表达受体时，PeCPK10定位在细胞核和细胞质中，而使用烟草转化法时PeCPK10主要定位在气孔的细胞核中，推测细胞质中的CDPK利于感知钙信号，而细胞核中的CDPK则有利于调节转录因子等核信号因子。将PeCPK10构建到植物表达载体pBI121载体中，采用农杆菌花序浸染法对拟南芥哥伦比亚野生型进行转化。利用T3代纯合子中的L1和L5两个株系进行了抗逆性测试。通过高盐、寒冷、干旱等控制处理测试，发现转基因株系均较野生型表现良好，说明PeCPK10的超表达能够增强植株的非生物胁迫抗逆性能。与拟南芥PeCPK10基因相比，PeCPK10能够增加转基因株系的抗冷型，说明胡杨和拟南芥的同源基因之间存在差异。ABA处理实验显示，PeCPK10转基因植株对ABA的敏感性提高。进一步利用基因芯片对PeCPK10的下游基因进行研究，发现超表达PeCPK10能够引起下游ABA诱导基因及非生物胁迫抗逆基因的高表达，这可能是 PeCPK10行使抗逆功能的机制。 以上研究成果发表在<BMC Genomics>,<Gurrent Genomics>,<Biochemical and Biophysical Research Communication>, <Plant Growth regulation>,<Gene>等SCI期刊上，均已标注课题号并致谢。