谷子SiCDPK9基因的克隆、亚细胞定位与盐胁迫下表达分析

来源：江苏农业科学杂志2025年第第4期北京时间：

作者：崔燕娇;刘丹;李素英;张静;刘正理

单位：1.唐山师范学院生命科学系，河北唐山 063000； 2.天津市农业科学院农作物研究所/天津市农作物遗传育种重点实验室，天津 300384

摘要：杂种优势是指杂交子1代(F1)在生物量、产量、适应性、抗逆性等性状上优于双亲的现象，其广泛使用使得玉米、高粱、水稻等作物产量实现大幅提升。近年来，谷子杂交种选育工作也取得较大进展，但关于杂种优势形成的分子机制和调控网络的研究尚不多见。SiCDPK9是前期通过转录组数据分析获得的谷子产量性状杂种优势相关基因，为阐明其功能及其参与产量性状杂种优势形成的作用机制，本研究以谷子强优势杂交种56229的幼穗为材料，克隆SiCDPK9基因，采用生物信息学方法分析其序列特征，并进行亚细胞定位分析，同时，利用实时荧光定量PCR技术检测其在盐胁迫处理下的表达模式。结果表明，SiCDPK9基因的开放阅读框长度为1 749 bp，编码582个氨基酸，具有典型的丝/苏氨酸蛋白激酶催化结构域和EF-hand类钙离子结合结构域；SiCDPK9为不稳定的亲水性蛋白，分子质量为64.40 ku，理论等电点为9.08；SiCDPK9蛋白具有48个磷酸化位点和2个棕榈酰化修饰位点，不含信号肽序列；SiCDPK9蛋白结构以α螺旋和无规则卷曲为主，定位于细胞膜；通过氨基酸序列比对与系统进化分析发现，SiCDPK9与水稻小穗育性相关基因OsCPK9的氨基酸序列相似性高、亲缘关系近；外源NaCl处理后，SiCDPK9的表达水平先升后降。以上结果暗示SiCDPK9基因可能通过响应逆境胁迫而参与对谷子产量性状杂种优势形成的调控。

关键词：谷子;杂种优势;钙依赖蛋白激酶;生物信息学分析;亚细胞定位