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甜瓜是重要的经济作物,在我国栽培面积广泛,但它的生长发育易受逆境的影响。CDPK是一种植物中常见的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,在植物生长发育和抵御逆境方面发挥重要作用。本研究利用生物信息学方法,在全基因组范围内,对甜瓜的CDPK和CRK基因家族进行鉴定,并分析其染色体分布、基因结构、进化关系、基因复制方式及与拟南芥的共线性关系。同时,运用实时荧光定量PCR,检测不同甜瓜组织及逆境胁迫(白粉病、盐害、低温及ABA)后CDPK和CRK基因的表达量,筛选到与逆境胁迫密切相关的基因。本研究取得的结果如下:1、在甜瓜全基因组数据库中鉴定出18个CmCDPKs和7个CmCRKs,这25个基因分布在除3号染色体外的11条甜瓜染色体上,其中4号染色体上分布的CDPK基因最多。2、甜瓜CDPK和CRK基因的进化和结构分析。通过进化关系分析,将甜瓜CDPKs分为四个亚族(CDPK I-IV),CDPK I-III亚族中的CDPK基因外显子数目和内含子相位较相似,含有7或8个外显子。与其他三个亚族相比,CDPK IV亚族中的CmCDPK14有12个外显子,其外显子-内含子结构与CRK基因较相似。用甜瓜、拟南芥、水稻和番茄的CDPK和CRK蛋白序列构建系统进化树。结果显示,110个CDPKs被分为四个亚族,每个物种的CDPK在四个亚族中均有分布。在系统发育进化树上,CDPK IV和CRK I的进化关系较为紧密。3、甜瓜CDPK和CRK的复制方式及与拟南芥的共线性分析。通过分析,在甜瓜中鉴定出两对片段复制的CDPK基因。同时在甜瓜和拟南芥中找出了20对共线性的CDPK基因和2对共线性的CRK基因。4、甜瓜CDPK和CRK基因的表达模式。运用实时荧光定量PCR,检测了甜瓜CDPK和CRK基因在不同组织及不同逆境胁迫后的表达量。结果表明,除了CmCDPK3,其余的基因在根、茎、叶、花和卷须的至少一个器官中分布。大多数基因在白粉和ABA处理后下调表达,在盐和低温胁迫后上调表达。与其他处理相比,甜瓜CDPK和CRK基因对冷害胁迫的响应较为强烈。以上结果说明甜瓜CDPK和CRK基因参与逆境信号的转导。5、成功克隆CmCDPK7、CmCDPK10和CmCDPK15的CDS序列,连接pBI121构建了表达载体。