探秘中国鹅掌楸 CBL 基因家族：进化、功能与抗逆育种新契机

《Genetic Resources and Crop Evolution》：Phylogenesis, evolution and functional differentiation of calcineurin B-like proteins (CBLs) in Liriodendron chinense

为探究植物抗逆机制，助力培育抗逆树种，研究人员开展了中国鹅掌楸钙调神经磷酸酶 B 类似蛋白（CBL）基因家族研究。他们鉴定出 6 个 CBL 基因，发现其在进化、功能及蛋白互作方面的特性。该研究为抗逆育种奠定了基础。

　　钙调神经磷酸酶 B 类似蛋白（Calcineurin B-like proteins，CBLs）是植物特有的钙传感器，它能与 CBL 相互作用蛋白激酶（CBL-interacting protein kinases，CIPKs）协同工作，调控植物在各种非生物胁迫下的代谢和应激信号传导。确定植物基因组中的 CBL 基因家族并探究其在应激反应中的作用，对培育抗逆树种至关重要。在这项研究中，研究人员从中国鹅掌楸（Liriodendron chinense）中鉴定出 6 个 CBL 基因，它们分布在 6 条染色体上。结构分析显示，LcCBL 基因及其对应的蛋白质具有保守特征。对来自 23 个物种的 163 个 CBL 基因进行系统发育和保守基序分析后，发现 CBL 基因家族可分为 4 个进化枝，这表明 CBL 基因家族具备基因扩增和进化选择的能力。顺式作用元件分析表明，LcCBL 基因可能在植物的生长发育、激素信号传导以及应激反应中发挥作用。对杂交鹅掌楸（Liriodendron hybrid）叶片进行 RNA 测序（RNA-seq）后发现，在低温、高温和干旱胁迫下，LhCBL 基因呈现出不同的表达模式。此外，蛋白质 - 蛋白质相互作用网络分析显示，LcCBLs 与 11 个 LcCIPKs 之间存在潜在的相互作用。酵母双杂交试验和双分子荧光互补试验证实了 LhCBL6 和 LhCIPK12 之间的相互作用。这项研究增进了人们对 CBL 基因家族功能的理解，为培育抗逆树种提供了重要基础。