玉米ZmCIPK8响应干旱胁迫的作用机制

玉米是重要的粮食作物，干旱严重限制其产量，挖掘新的抗旱基因具有重要意义。且目前作物抗性改良的瓶颈主要在于尚缺少调控植物抗逆性的关键基因。钙调磷酸B类蛋白（CBL）与靶蛋白CIPK组成的CBL-CIPK信号途径在植物逆境胁迫应答中发挥重要调控作用。因此，研究该途径中关键调控基因CBL、CIPK的作用机制，对于阐明CBL-CIPK系统调控植物忍耐胁迫的分子机制及作物抗性改良意义深远。本项目以已筛选到的玉米干旱正调控基因ZmCIPK8为研究对象，通过探讨ZmCIPK8与ZmCBL的相互作用，分析与其互作CBL的表达模式，明确它们的亚细胞定位，确定在干旱胁迫下与ZmCIPK8相互作用的ZmCBLx。并通过转化拟南芥cblx突变体，解析ZmCIPK8与ZmCBLx互作响应干旱胁迫的作用机制。研究结果将为深入认识CBL-CIPK途径在逆境胁迫应答中的调控功能奠定基础，也为玉米抗旱改良提供新的基因元件。

玉米是重要的粮食作物，干旱严重限制其产量，挖掘新的抗旱基因具有重要意义。钙调磷酸B 类蛋白（CBL）与靶蛋白CIPK 组成的CBL-CIPK 信号途径在植物逆境胁迫应答中发挥重要调控作用。本研究利用酵母双杂交技术，证实了玉米ZmCIPK8与玉米ZmCBL1, ZmCBL4和ZmCBL9之间存在相互作用，并利用BiFC技术进行了进一步验证。亚细胞定位研究发现ZmCBL1, ZmCBL4和ZmCBL9均定位于细胞膜；表达分析表明，干旱胁迫下ZmCBL1, ZmCBL4 和ZmCBL9在检测的根与叶中都有一定的表达量。并发现过表达ZmCBL9的转基因拟南芥明显提高了抗渗透胁迫的能力; 同时发现ZmCIPK8启动子具有干旱及渗透胁迫诱导活性。结果为明确ZmCIPK8通过与ZmCBL9相互作用而提高作物的抗旱性提供了有力的证据。为深入明确ZmCIPK参与干旱胁迫的作用机制奠定基础，并为进一步利用分子育种手段提高作物抗旱性提供新的基因元件和新的思路。