番茄CNGC家族全基因组鉴定及病菌胁迫响应、通道特征分析

来源：江苏农业科学杂志2026年第第2期北京时间：

作者：陶佩琳;凤舞剑;曹丹;张莹;高峰

单位：徐州生物工程职业技术学院/徐州市现代农业生物技术重点实验室，江苏徐州 221006

摘要：环核苷酸门控通道蛋白(CNGC)是植物中典型的钙离子通道，在调控植物生长发育、应对非生物胁迫和生物胁迫的过程中发挥着重要作用。常规的基因家族挖掘无法明确CNGC家族的通道特征，因此，为了鉴定番茄中的CNGC家族蛋白，拟利用人工智能工具隐马尔科夫模型对番茄CNGC家族蛋白进行鉴定，并用ProtParam、WoLF PSORT、MEGA、PlantCARE和AlphaFold3等软件对番茄CNGC家族蛋白的理化性质、基因定位、遗传进化、核心元件和基序及蛋白质通道结构和钙离子结合特征进行分析。结果表明，在番茄基因组中共筛选出25个CNGC成员，可分为4个亚类；鉴定到6个保守基序、15个核心响应元件，参与脱落酸响应、赤霉素响应、水杨酸响应、防御响应、光响应、低温响应等。通过转录组数据筛选到Solyc02g070530.4.1、Solyc05g050360.3.1、Solyc09g007840.3.1、Solyc11g069580.2.1，在响应番茄灰霉病菌、致病疫霉病菌侵染的过程中被诱导。通过结构预测、Ca2+结合特征预测也发现上述4个蛋白可以形成Ca2+通道，分别通过残基苏氨酸、缬氨酸、谷氨酰胺与Ca2+结合。以上结果表明，联合新型人工智能工具AlphaFold3鉴定的番茄CNGC家族蛋白Solyc02g070530.4.1、Solyc05g050360.3.1、Solyc09g007840.3.1、Solyc11g069580.2.1具有钙离子通道特征，能在番茄受到灰霉侵染的过程中产生特异性响应。研究结果为探明番茄CNGC家族的基因功能提供了参考，并提供了一种全新的CNGC家族鉴定方法，为番茄抗病遗传改良研究奠定基础。

关键词：环核苷酸门控通道蛋白;番茄;基因家族;钙通道;AlphaFold3