Ca²⁺作为第二信使在生物体中起广泛的作用。Ca²⁺是细胞刺激—反应信号转导机制中的关键信号分子，在生物体响应外界胁迫中发挥重要作用。响应各种外界刺激（如光、重力、生物的和非生物的胁迫、激素），Ca²⁺梯度分布在静止状态下是相对稳定的，在受到刺激时会发生变化，Ca²⁺梯度是Ca²⁺信号产生的基础，这样就产生钙信号。植物细胞内钙离子浓度的微小变化都可能直接或间接地影响细胞的生理生化活动。作为简单的金属离子钙能调控众多的细胞活动，主要是通过胞质游离钙的瞬间变化调控其靶蛋白如钙调素、CDPK等，而诱发一系列下游应答事件。 钙调素（calmodulin, CaM）是已经被广泛深入研究的钙靶蛋白之一，此蛋白在真核细胞中广泛表达，在Ca²⁺信号转导系统中发挥着重要作用。因而对其研究迅速深入到生物化学，细胞生物学和分子生物学的各个重要领域。 钙依赖型蛋白激酶（calcium-dependent protein kinase, CDPK）最初是由Harmon等人从大豆中分离出来，部分纯化的激酶能被微摩尔浓度的Ca²⁺激活，但不依赖CaM和磷脂。随后在苜蓿、苹果和绿藻中也发现了这种蛋白激酶。研究表明CDPK广泛存在于各种植物体内，是植物体最大的Ca²⁺调(Ca²⁺-sensitive)蛋白激酶家族，仅在拟南芥基因组中就有超过40个的家族成员。 CDPK具有三个功能区：N端的Ser／Thr激酶催化区，能使底物特定部位的Ser／Thr磷酸化；C端是类似于CaM的调节区，此区与CaM有约40％的同源性，有四个EF手型结构，能与四个Ca²⁺进行结合；中间为自主抑制区由大约30个左右氨基酸残基组成。当Ca²⁺与CDPK的CaM相似区结合后，其分子内发生了的构象变化，CaM相似区折叠过来与上游的自主抑制区相结合，从而压抑自主抑制，激活CDPK。研究表明对于去掉了CaM相似区的缺失CDPK，和一个独立的CaM相似区在同一反应体系中存在时，在3林M浓度时，能达到完整CDPK酶活的一半。植物CDPK在与c扩+结合被激活后，能对下游的多种靶蛋白进行磷酸化修饰，从而启动植物体内的一系列的生理生化反应，包括植物生长发育、性别调控、物质和能量代谢、光信号转导、植物的耐盐抗旱和超敏反应等各方面。ccaMK能结合c扩十和c扩+ICaM，其酶.活受c扩+和caM共同调节。oscBK是水稻中一种新型的钙调素结合的蛋白，即具有结合钙调素的特性，同时是一种蛋白激酶但其酶活不受CaM调节。 钙调素已被广泛证明在植物生长发育过程中起重要调控作用，而钙调素结合蛋白激酶（ealmodulin一binding protein kinase，eBK）是钙/钙调素介导的钙调素信号转导系统中的重要组成因子。利用原核和真核的表达系统表达植物钙调素结合蛋白激酶，拟南芥钙调素调节的CDPK相关蛋白（AtCRKS）和烟草钙调素依赖型蛋白激酶困tCaMKI)的深入研究必将对此领域作出有意义的贡献。 本课题主要由相关的两部分工作组成，一是利用基于双元载体构建的完全覆盖拟南芥基因组DNA的文库，通过农杆菌真空侵染方法转化拟南芥，构建拟南芥突变体库。建库所用载体pMD一1（来源于双元载体pBI 1 21）提供了适合拟南芥中表达的CaMV 355强启动子和NOS-te;终止子，使所插入的基因组DNA中如果含有某个基因的全部甚至部分序列，当其与启动子同向，则极有可能超表达，当其与启动子反向，则有可能产生反义抑制，此外外源片段整合入基因组，也可能导致某个基因失活，因此获得的转基因植株库中可能包括超表达突变体和反义抑制突变体（一般为显性突变体）以及插入突变体（一般为隐性突变）。通过优化拟南芥的栽培、转化以及转基因植株的筛选和鉴定方法，建立了一个稳定的技术平台。开花时间的调控是植物生殖成功的关键。我们设计的随机基因组文库的方法通过过量表达或者阻遏基因表达来打破基因家族的基因表达水平的平衡进而可以获得基因家族的表型。我们筛选到的调节拟南芥开花时间的新基因是受钙调素调节的CDPK相关蛋白（AtCRKS）。AICRKS影响拟南芥从营养生长向生殖生长的转变。AicRKS基因包含了11个保守的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶催化亚区。我们进行了CaM结合实验和在基因数据库里查AtCRKS和其它钙调素结合蛋白激酶的同源性。在动物中钙调素结合蛋 白激酶的钙信号途径已经建立，然而植物的钙调素蛋白激酶的功能几乎不为人所知。 在本研究中我们揭示了AtCRKS影响拟南芥从营养生长向生殖生长的转变，延迟拟 南芥的开花时间。拟南芥的开花调控是个复杂的信一号调控网络，在拟南芥中有几条 途径包括光周期（photoperiodie）途径，春化（vemalization）途径，自主（autonomous） 途径和GA途径来控制开花时间。FLC是春化途径和自主途径的关键基因。为了研 究AtCRKS在晚开花LFI中扮演的角色，我们设计了长日照/短日照，春化和GA处 理LFI的实验。对其调控开花途径的进一步研究分析表明，结果表明此基因参与了 赤霉素介导的植物开花调控作用。这是首次有资料证明了钙调素调节的CRK信号系 统调控拟南芥的开花时间。 另一部分工作是分离和鉴定烟草的钙调素依赖型蛋白激酶。通过蛋白和蛋白的 ?