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CDPKs(钙依赖蛋白激酶)是一类仅在植物和部分原生物中存在的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,在钙离子介导的信号传递、植物生长发育以及植物响应生物和非生物胁迫中起重要作用,但大多数CDPKs的功能仍不是很清楚。由于大豆种子蛋白(约40%)和油脂(约20%)含量高,在种子发育成熟及贮藏过程中常会遇到高温高湿等胁迫因子,从而导致种子劣变。本实验室在鉴定出大豆种子田间劣变抗性不同品种的基础上,对抗种子田间劣变和不抗种子田间劣变大豆种质的差异蛋白质组学进行了研究,结果表明,不抗种子田间劣变的宁镇1号大豆种子经高温高湿胁迫后CDPK-SK5蛋白(NCBI GenBank:LOC547885)呈上调表达趋势。本研究在此基础上对大豆的CDPK-SK5基因以及启动子序列进行了分离和生物信息学分析；并对高温高湿胁迫条件下CDPK-SK5基因的时空表达模式进行了研究；通过构建CDPK-SK5::GFP融合载体,对CDPK-SK5基因进行亚细胞定位研究；本研究的主要结果如下：1、以宁镇1号和湘豆3号大豆叶片为材料,分离鉴定出了大豆CDPK蛋白基因CDPK-SK5序列,并对其生物信息学特征进行了分析。同时,分离得到ICDPK-SK5基因的启动子序列,并通过PLACE和Promotor preditions软件在线预测软件对其序列进行了分析。CDPK-SK5基因的cDNA序列包含由1527个核苷酸组成的完整开放阅读框(ORF),此ORF编码508个氨基酸残基组成的蛋白质；该蛋白序列存在α-螺旋、p-转角、延伸链和随机卷曲结构；多肽链表现为亲水性,不存在跨膜结构域；含有多个潜在的Ser、Thr、Tyr磷酸化位点,可能定位于叶绿体中。通过植物启动子顺式调控元件预测软件分析发现CDPK-SK5基因存在逆境胁迫响应元件2个TATA盒、1个铜离子应答元件(GTAC)、3个ABA应答元件的类似序列(ABRE-like)、1个MYC应答元件、5个W盒、1个MYB应答元件、1个乙烯应答元件(ERE)和3个CAAT盒；大豆种子特异性启动子的顺式作用元件包括1个RY repeat、1个SEF1motif、1个SEF4motif和9个E盒；光调节启动子中存在的顺式作用元件包括5个GT-1位点、2个Ⅰ-盒和4个GATA-box。2、通过实时荧光定量PCR(qPCR)对CDPK-SK5基因在高温高湿、低温等非生物胁迫和器官特异性的表达模式进行了研究。研究发现CDPK-SK5经高温高湿和低温胁迫处理后,种子田间劣变抗性不同的宁镇1号和湘豆3号大豆种子中CDPK-SK5基因的表达存在差异,在0h和168h两者差异不显著,24h至96h两者差异显著,均表现为种子田问劣变抗性品种湘豆3号的表达量显著高于不抗品种宁镇1号,在24h和96h差异达到极显著水平。CDPK-SK5经低温胁迫处理后,随低温胁迫时间的延长,种子田间劣变抗性不同的宁镇1号和湘豆3号大豆种子中CDPK-SK5基因的表达也存在差异。在7h和24h两者表达量差异不显著；在Oh和19h,宁镇1号的表达量极显著高于湘豆3号的表达量；在14h,湘豆3号的表量极显著高于宁镇1号的表达量。并且,CDPK-SK5基因在不同生长时期的表达也具有显著差异。CDPK-SK5基因在营养生长时期和生殖生长时期均中呈先下调后上调表达的趋势；营养生长时期,S期的表达量极显著低于R期和L期；生殖生长时期,MS期的表达量极显著高于F期至GS期的表达量,但F期至GS期的表达量差异不显著。3、基因枪转化洋葱表皮细胞的瞬时表达实验结果表明,CDPK-SK5蛋白定位于细胞核和细胞膜。本研究的CDPK-SK5基因cDNA、DNA序列以及启动子序列的分离、生物信息学特征分析、时空表达模式分析为进一步开展该基因的功能研究和调控机制研究奠定了分子基础；同时为进一步阐明CDPK-SK5基因在抗种子田间劣变、抗逆信号转导和种子化学成分的积累转化方面的作用提供理论基础。