钙是植物胞内第二信使,参与植物体内多种生理活动调节,同时在抵御环境胁迫时,通过调节细胞内钙浓度变化,激活一些蛋白质或酶,从而引发胁迫应答反应。长叶红砂（Reaumuria trigyna）,隶属于柽柳科（Tamarieaceae）琵琶柴属（Reaumuria）,是第三纪古地中海孑遗植物,强旱生泌盐盐生小灌木,为东阿拉善-西鄂尔多斯特有种。本研究基于转录组测序分析,克隆了长叶红砂2个Ca²⁺调控基因RtCML42和RtCDPK16的全长cDNA片段,并构建双元表达载体转化拟南芥,通过对其表达特性和基因功能开展研究,探讨RtCML42和RtCDPK16在植物抵抗逆境胁迫中的作用,进一步解析钙信号调控植物响应逆境的机制。主要研究结果如下:1.生物信息学分析表明,RtCML42的ORF长度为657bp,编码218个氨基酸,RtCDPK16基因的ORF长度为1689bp,编码562个氨基酸,两种蛋白均属亲水性蛋白,具有4个与Ca²⁺结合的EF-hand-Hand型结构域。RtCML42与蓖麻的CBL3同源性最高;RtCDPK16与葡萄CDPK16同源性最高。2.利用qRT-PCR进行基因表达特性分析,结果显示,RtCML42和RtCDPK16的表达可被高温、低温、NaCl、PEG等非生物胁迫和ABA、CaCl₂处理显著诱导。亚细胞定位结果表明RtCML42和RtCDPK16分别定位于内质网和细胞膜。同时Ca²⁺等温滴定实验证明,RtCML42可通过EF-Hand区域与Ca²⁺结合发挥作用。3.构建pPZP221-RtCML42和pPZP221-RtCDPK16真核表达载体转化拟南芥,对野生型和T3代转基因株系进行干旱、盐和ABA胁迫,发现胁迫处理下转基因拟南芥的根长、侧根数、鲜重和叶绿素含量等表型指标均显著高于野生型,表明过表达RtCML42和RtCDPK16基因提高了植物抗逆性。4.检测不同胁迫处理下转基因和野生型拟南芥中抗氧化酶活性以及活性氧、渗透调节物质和离子含量,结果发现转基因株系中SOD、POD、CAT等抗氧化酶活性、脯氨酸含量均显著高于野生型,H₂O₂、O^2-、MDA的含量显著低于野生型,表明超表达RtCML42和RtCDPK16基因,能够提高转基因拟南芥抗氧化能力,减轻膜损伤程度,从而改善转基因植株在干旱、盐及ABA胁迫下的生长状况。此外,外施一定浓度的CaCl₂更有利于提高转基因拟南芥的抗氧化酶活性,降低ROS积累,提高其抗逆性。5.对转基因和野生型拟南芥进行Na⁺、K⁺、Ca²⁺三种离子含量测定,结果表明,与野生型株系相比,胁迫条件下转基因拟南芥K⁺、Ca²⁺含量明显上升,Na⁺含量以及Na⁺/K⁺显著降低,表明转基因株系通过调控拟南芥中Na⁺、K⁺、Ca²⁺三种离子含量、维持较低Na⁺/K⁺,进而调控转基因拟南芥体内离子稳态平衡。此外,外施一定浓度的CaCl₂更有利于提高转基因拟南芥体内Na⁺含量和Ca²⁺/Na⁺,提高其抵抗逆境胁迫的能力。6.qRT-PCR检测干旱、盐和ABA胁迫下,过表达RtCML42和RtCDPK16基因的拟南芥,相比野生型,抗氧化酶基因AtSOD1、AtPOD1、AtAPX1、AtCAT1,离子转运相关基因AtSOS1,ABA合成相关基因AtNCED3,以及其他抗逆相关基因AtRD29A、AtABF4、AtRD22的表达均被显著诱导,表明RtCML42和RtCDPK16可能通过调节转基因植物氧化、渗透、离子平衡,提高植物的耐受性。