第二信使之一的Ca2+广泛存在于细胞内,它可以接收并且整合包括生物和非生物对植物产生的各种信号,调节各种生化反应。钙调磷酸酶B类蛋白（Calcineurin B-like protein,CBLs）是钙信号感受器的一种,与其特异性互作蛋白CIPK（CBLs-interacting protein kinases）相互作用形成复合体。CBL-CIPK复合体磷酸化下游蛋白质,或者直接与下游的蛋白质相互作用,从而调控植物的生长发育和胁迫响应。马铃薯（Solanum tuberosum L.）是世界上重要的粮食和经济作物,其产量和品质受到干旱、高盐等不利环境的影响。马铃薯StCIPK基因在响应非生物胁迫和生长发育的系统研究方面还未见报道。本研究对马铃薯基因组中的CIPK基因家族进行全面的分析和鉴定,研究其响应干旱、盐和渗透胁迫的功能和分子机制,同时研究其特异性互作网络体系,主要研究结果如下:1.利用隐马尔科夫模型搜索和拟南芥At CIPK家族成员BLAST搜索两种方法,在马铃薯中筛选鉴定出27个StCIPK基因。系统发育分析将27个StCIPK基因可以分为A、B、C、D和E共5个小组,其中富含内含子的StCIPK基因均聚集在A组。StCIPK基因家族中有6个基因复制事件,1对为串联重复,5对为片段重复。在大多数StCIPK基因的启动子区域发现了与多种胁迫相关的顺式作用元件。2.通过RT-qPCR分析StCIPK基因在马铃薯不同组织和不同非生物胁迫下表达谱。结果显示,StCIPK基因在马铃薯不同组织中的表达存在显著差异,大部分StCIPK基因在花瓣和雄蕊中高表达;同时StCIPK基因不同非生物胁迫和植物激素处理下表达差异显著。研究结果表明,StCIPK基因在马铃薯生长发育和响应不同非生物胁迫过程中发挥着重要作用。3.克隆干旱和盐胁迫相关基因StCIPK02,通过构建植物过表达p CAM35S-StCIPK02和p BI121-ami RStCIPK02干扰表达载体后转化马铃薯。结果表明,StCIPK02基因负调控马铃薯对干旱的耐受性,正调控对盐胁迫的耐受性;干扰表达StCIPK02基因增强马铃薯植株对外源ABA的敏感性,同时可以促进在干旱胁迫下植株叶片气孔的关闭。4.通过酵母双杂交方法分析表明,StCIPK02可以与StCBL01、StCBL04、StCBL07、StCBL09和StCBL11强互作,可以与StCBL02和StCBL03弱互作。StCIPK02在细胞膜和细胞核上均可以表达,结果表明StCIPK02可能在细胞膜和细胞核上与不同的蛋白质相互作用,从而发挥不同的功能。然而StCBL11的亚细胞定位结果显示,StCBL11只在细胞膜上表达。随后StCBL11和StCIPK02的共定位、BIFC和双荧光素酶分析表明,StCIPK02可被StCBL11定位在细胞膜上,并且在细胞膜上相互作用形成复合体,进而在马铃薯响应不同非生物胁迫中发挥调控作用。5.克隆干旱和渗透胁迫相关基因StCIPK10,通过构建植物过表达p CAM35S-StCIPK10和p BI121-ami RStCIPK10干扰表达载体后转化马铃薯。结果表明,过表达StCIPK10基因增强了马铃薯对干旱和渗透胁迫的抵抗力;过表达StCIPK10基因增强马铃薯植株对外源ABA的敏感性,同时抑制了在干旱胁迫下植株叶片的气孔开合度。结果表明,StCIPK10可能位于ABA信号通路和钙离子信号通路的交汇处,控制着马铃薯根系的生长和气孔闭合。6.StCIPK10可以与StCBL01、StCBL04、StCBL06、StCBL07、StCBL08、StCBL11和StCBL12强互作,与StCBL02和StCBL03弱互作。StCBL11和StCIPK10的共定位、BIFC和双荧光素酶分析表明,StCIPK10也可被StCBL11定位在细胞膜上,并且在细胞膜上相互作用形成复合体,进而在马铃薯响应不同非生物胁迫中发挥调控作用。根据以上结果,本研究表明StCIPK02通路参与调控马铃薯干旱和盐胁迫,StCIPK10通路参与调控马铃薯干旱和渗透胁迫,为改良作物品质和逆境抗性提供了新的基因资源,同时为研究马铃薯StCBL-StCIPK信号通路奠定工作基础。