近日，牧草种质资源团队研究发现影响蒺藜苜蓿和紫花苜蓿非生物胁迫响应的关键 CBL-CIPK 家族基因，为牧草抗逆遗传改良提供了重要参考。相关研究成果发表在《国际分子科学杂志（International Journal of Molecular Sciences）》上。
据团队首席庞永珍研究员介绍，钙调磷酸酶B样蛋白(CBL)和CBL相互作用蛋白激酶（CIPK)是参与植物逆境胁迫调控的两个互作蛋白家族。CBL蛋白是植物细胞内独特的钙传感器，能与CIPKs特异性结合，在各种刺激下传递钙信号，共同形成钙介导的CBL-CIPK网络，从而激活产生相关的植物激素和防御化合物以抵御逆境胁迫。研究人员首次以模式牧草蒺藜苜蓿和栽培牧草紫花苜蓿对比分析的方式，对 CBL 和 CIPK 基因进行了全面系统的研究，从这两种植物的基因组中共鉴定出23个 CBL 基因和58个 CIPK 基因。经序列分析发现， CBL 和 CIPK 基因多存在于细胞质膜中，它们含有常见的蛋白保守功能域。进一步研究发现， CBL 和 CIPK 基因启动子区域含有多个与胁迫及激素相关的顺式作用元件。经转录水平分析发现， CBL 和 CIPK 基因可以在多种不同的组织中表达，其表达水平受多种非生物胁迫和激素影响。综合数据表明， CBL 和 CIPK 基因在苜蓿多种非生物胁迫响应中具有重要作用。
图 苜蓿和拟南芥CBL (a)和CIPK (b)蛋白家族的系统发育分析
该研究得到国家自然科学基金项目、中国农业科学院基本科研业务费等项目支持。