薄壳山核桃和山核桃CDPK基因家族的鉴定及表达分析

钙依赖蛋白激酶(calcium-dependent protein kinase,CDPK)是植物特有的一类丝氨酸/苏氨酸型蛋白激酶,在植物生长发育和逆境信号转导过程中具有十分重要的作用.为了探讨CDPK在薄壳山核桃(Carya illinoinensis)和山核桃(Carya cathayensis)生长发育过程中的作用,本研究利用生物信息学手段从薄壳山核桃和山核桃基因组中鉴定CDPK基因家族,利用MEGA7.0软件进行多序列比对和系统进化树构建,并进行基因结构和保守基序分析.结果显示,本研究成功鉴定了28个薄壳山核桃CDPK基因家族成员(CILCDPK1～28)和25个山核桃CDPK基因家族成员(CCACDPK1～25);进一步构建薄壳山核桃、山核桃、拟南芥(Arabidopsis thaliana)以及水稻(Oryza sativa)的CDPK成员系统进化树,聚类分析结果显示CDPK蛋白分为4个亚组;顺式作用元件分析结果表明,所有CDPK基因均含有激素响应元件,其中数目最多的是脱落酸响应元件.薄壳山核桃和山核桃的转录组数据分析显示,3个CILCDPKs和2个CCACDPKs可能在胚胎发育的3个关键阶段发挥重要作用;薄壳山核桃嫁接愈合过程中,3个CDPK家族基因高表达,可能在薄壳山核桃愈伤组织和维管组织形成时期发挥重要作用.qPCR分析结果显示,CILCDPK1/3/6/11/13/19/25在干旱胁迫下基因表达上调.本研究为探讨CDPK基因家族在植物生长发育及干旱胁迫响应中的作用机制提供参考.