南方农业学报

作者：王志芹, 刘雪静, 熊雨彤, 陈浩然, 王舒文, 束涵, 高潇潇,

关键词：长春花, <i>CrSnRK2.4</i>基因, 萜类吲哚生物碱, 生物合成途径, 生物与非生物胁迫, 生物信息学分析,

【目的】克隆长春花蔗糖非发酵-1-相关蛋白激酶2.4基因（CrSnRK2.4）并分析其表达模式，探究CrSnRK2.4基因对长春花萜类吲哚生物碱（TIAs）生物合成的调控作用及逆境胁迫响应机制，为调控TIAs生物合成、提高TIAs产量提供理论依据。【方法】克隆CrSnRK2.4基因，利用生物信息学方法对CrSnRK2.4蛋白进行理化性质和系统发育分析。通过实时荧光定量PCR检测CrSnRK2.4基因的组织表达特异性及对不同生物与非生物胁迫的响应；利用病毒诱导的基因沉默（VIGS）技术瞬时沉默CrSnRK2.4基因，分析CrSnRK2.4基因沉默对长春花3种TIAs生物合成途径关键酶基因（CrSTR、CrG10H和CrTDC）相对表达量及2种TIAs（文多灵和长春质碱）含量的影响。【结果】从长春花基因组中挖掘并克隆获得CrSnRK2.4基因，其编码区（CDS）长度为1071 bp，编码356个氨基酸残基。CrSnRK2.4蛋白具有26个潜在磷酸化位点，二级结构由α-螺旋（39.045%）、无规则卷曲（43.820%）和延伸链（17.135%）组成，定位于细胞核中。多序列比对分析结果表明，不同物种SnRK2.4蛋白高度保守；系统发育分析结果表明，CrSnRK2.4蛋白与马铃薯StSnRK2.4蛋白亲缘关系最近。实时荧光定量PCR检测结果显示，CrSnRK2.4基因在长春花不同组织中的相对表达量依次为第1对叶&gt;第2对叶&gt;第3对叶&gt;茎&gt;根&gt;花；在受病原微生物、虫害等生物胁迫与干旱、盐、高温、低温等非生物胁迫时，CrSnRK2.4基因相对表达量明显上调。瞬时沉默CrSnRK2.4基因后，长春花TIAs生物合成途径关键酶基因CrSTR、CrG10H、CrTDC的相对表达量均明显降低，文多灵和长春质碱含量均明显降低。【结论】CrSnRK2.4蛋白具有SnRK2家族成员典型的ATP结合位点和蛋白激酶激活位点；CrSnRK2.4基因参与长春花对干旱、极端温度、病原微生物等逆境胁迫的响应，并参与调控长春花TIAs生物合成途径关键酶基因的表达，进而影响TIAs产量，可能在长春花防御系统中发挥重要作用。

来源：2025年第12期

《南方农业学报》期刊编辑部

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