全 文 ：作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2010, 36(6): 953−960 http://www.chinacrops.org/zwxb/
ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9 E-mail: xbzw@chinajournal.net.cn

本研究由国家自然科学基金重点项目(30930064), 现代农业产业技术体系建设专项资金和高等学校学科创新引智计划资助项目(B07049)资助。
*
通讯作者(Corresponding author): 康振生, E-mail: kangzs@nwsuaf.edu.cn
第一作者联系方式: E-mail: liuxy3600902@163.com **共同第一作者
Received(收稿日期): 2010-01-08; Accepted(接受日期): 2010-03-04.
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2010.00953
小麦钙调素新亚型 TaCaM5的克隆及表达分析
刘新颖 1 王晓杰 1,** 薛 杰 1 夏 宁 1 邓 麟 1 蔡高磊 1 汤春蕾 1
魏国荣 1 黄丽丽 1 康振生 1,2,*
1 西北农林科技大学植物保护学院, 陕西杨凌 712100; 2 西北农林科技大学 / 陕西省农业分子生物学重点实验室, 陕西杨凌 712100
摘 要: 利用 RT-PCR 技术, 从条锈菌诱导的小麦叶片中分离出一个编码 CaM 基因的 cDNA 序列, 经氨基酸序列分
析确定其为一个新的小麦 CaM 亚型, 暂被命名为 TaCaM5。TaCaM5 包含一个完整 450 bp 的开放阅读框, 编码 149
个氨基酸; 编码的蛋白不含跨膜区、无信号肽、定位在胞内, 具有 4 个 EF-hand 保守结构域。在目前已知的 CaM 基
因中, TaCaM5与玉米 CaM基因的亲缘关系最近, 相似性高达 97%。该基因在根、茎、叶等组织中均有不同程度的表
达; 并且受条锈菌诱导表达, 在非亲和组合与亲和组合中, 分别在接种后 6 h和 24 h表达量最高。外源植物激素脱落
酸、茉莉酸甲酯和乙烯诱导 TaCaM5上调表达, 水杨酸诱导其下调表达。TaCaM5在机械伤害、干旱和低温条件下表
达量上升, 在高盐环境下表达量降低。表明 TaCaM5 可能通过茉莉酸和乙烯等信号途径参与小麦对条锈菌的防御反
应, 同时参与机械伤害、低温和干旱环境下的 Ca2+-CaM信号转导途径。
关键词: 小麦条锈病; 钙调素亚型; 非生物胁迫; 实时荧光定量 RT-PCR
Cloning and Expression Analysis of a Novel Calmodulin Isoform TaCaM5 from
Wheat
LIU Xin-Ying1, WANG Xiao-Jie1,**, XIA Ning1, DENG Lin1, CAI Gao-Lei1, TANG Chun-Lei1, WEI
Guo-Rong1, HUANG Li-Li1, and KANG Zhen-Sheng1,2,*
1 College of Plant Protection, Northwest A&F University, Yangling 712100, China; 2 Shaanxi Provincial Key Laboratory of Molecular Biology for
Agriculture / Northwest A&F University, Yangling 712100, China
Abstract: Calmodulin is a ubiquitous transducer of calcium signals in eukaryotes. It mediates a lot of cellular processes, such as
transcription, cytoskeletal organization and motility, and amino acid metabolism. In diploid plant species, several isoforms of
calmodulin have been described. A novel CaM gene was isolated from cDNA library of wheat leaves infected by Puccinia strii-
formis f. sp. tritici through RT-PCR approach. The gene was tentatively designated as TaCaM5 and encoded a novel CaM isoform
based on protein sequence analysis. This open reading frame of TaCaM5 was 450 bp in length and 149 amino acids were encoded
with four conserved EF-hand domains. TaCaM5, in which transmembrane domain or signal peptide sequence was absent, was
predicted existing in cytoplasm. The amino acid sequence of TaCaM5 shares 97% identify with ZmCaM from Zea mays. TaCaM5
expressed differently in wheat leaf, stem, and root. Challenged by stripe rust fungus (Puccinia striiformis f. sp. tritici), TaCaM5
was induced by this fungus in both incompatible and compatible interactions, with the maximal expression at 6 h and 24 h post
inoculation respectively. TaCaM5 was up-regualted by exogenous abscisic acid, ethylene, and jasmonic acid but down-regulated
by salicylic acid. TaCaM5 was obviously up-regulated by various abiotic stresses, such as low temperature, mechanical wound,
and drought. However, high salinity stress could not induce the expression of TaCaM5. These results suggest that TaCaM5 is
probably involved in regulating the host defence responses through ethylene and jasmonic acid pathways, and also participate in
Ca2+-CaM signal transmission pathways under mechanical wound, low temperature, and drought conditions.
Keywords: Wheat stripe rust; CaM isoform; Abiotic stress; qRT-PCR
由条形柄锈菌(Puccinia sriiformis f. sp. tritici)引
起的小麦条锈病是世界范围内广泛分布的一类小麦
叶部病害, 其大面积暴发严重影响小麦产量, 甚至
造成绝收。实践证明, 选育和合理利用抗病品种是
954 作 物 学 报 第 36卷

防治小麦条锈病最安全、经济、有效的方法[1]。植
物与病原物长期协同进化过程中, 产生了一系列防
御反应机制。过敏性坏死反应 (hypersensitive re-
sponse, HR)是植物抗病性中一种常见反应, 除了限
制病原物生长以外, 还可以激发邻近组织特异性防
御反应和植株系统获得抗性 (systematic acquired
resistance, SAR)[2-3], 在植物抗病反应中起重要作
用。离子流(Ca2+)、活性氧(ROS)、水杨酸(SA)、茉
莉酸(JA)等均是 HR发生过程中重要信号分子。Ca2+
是植物响应多种生物胁迫和环境刺激诱导信号转导
中的第二信使, 钙调素(Calmodulin, 简称 CaM)是真
核生物中普遍存在的高度保守的钙结合蛋白, 它通
过和 Ca2+的结合而激活一系列靶蛋白, 从而调控生
理代谢及基因表达, 在 Ca2+信号系统传导中起着关
键作用[4]。植物中存在多种 CaM 亚型(isoform), 它
们编码相同或相似的蛋白, 这些蛋白都具有 EF-手
型 Ca2+结合结构域, 能够与 Ca2+结合[5]。目前, 在拟
南芥、马铃薯、大豆、小麦、玉米、豌豆等植物中
都克隆了不同 CaM基因家族[6-14]。Yang等[12]从小麦
中鉴定了 10个 CaM基因, 它们编码 3类 CaM亚型。
在小麦发育过程中, 不同亚型 CaM基因的表达具有
器官、组织和细胞特异性。CaM亚型具有多种生物
学功能, 参与了植物生长发育及对病害、环境刺激、
渗透胁迫、盐害、冻害等的响应[15-18]。因此, 对于
CaM 蛋白的深入研究, 有利于揭示植物 Ca2+信号系
统调节的分子机制, 为提高植物抗逆特性奠定理论
和物质基础。
我们前期以小麦品种水原 11、小麦条锈菌 CYR23
和 CYR31 小种为材料构建了亲和与非亲和组合的
cDNA 文库 , 从中获得了大量表达序列标签(EST),
经过拼接、比对和信息注释, 获得一条与玉米钙调
素基因(ZmCaM)相似性高达 97%的序列 MJBC65。
本研究以 MJBC65 序列为基础, 利用 RT-PCR 技术,
克隆获得小麦钙调素相关基因 TaCaM5, 利用生物
信息学分析 TaCaM5 的核苷酸及编码蛋白的结构特
征, 使用荧光定量 RT-PCR 技术明确其在小麦不同
组织器官、生物及非生物胁迫下的表达特征 , 为
明确 TaCaM5 在小麦与条锈菌互作中的功能奠定了
基础。
1 材料与方法
1.1 试验材料及处理
供试小麦(Triticum aestivum L.)品种水原 11, 小
麦条锈菌(Puccinia striiformis f. sp. tritici)条中 23号
小种(CYR23)和条中 31号小种(CYR31), 由西北农林
科技大学植物病理实验室提供。水原 11 与 CYR23
小种呈非亲和反应, 与 CYR31小种呈亲和反应。按
康振生等[19]的方法接种条锈菌于土培幼苗, 并分别
在接种后 0、6、12、18、24、48、72和 120 h取样,
以涂抹无菌水的小麦叶片为对照。生长 2 周左右的
幼苗根、茎和叶用于不同组织表达研究。参照 Zhang
等 [18]的方法用水杨酸 (SA)、乙烯 (ETH)、脱落酸
(ABA)、茉莉酸甲酯(MeJA)喷施生长 4 周左右的小
麦叶片。分别在处理后 0、0.5、2、6、12和 24 h取
样, 以喷施 Tween为对照。高盐处理将小麦根部浸
于 200 mmol L−1 NaCl; 低温处理将幼苗生长于 4℃
条件下; 机械损伤用灭菌剪刀造成伤口; 干旱处理
将小麦根部浸于 20% PEG6000。分别在处理后 0、1、
3、6、12、24和 48 h取样, 剪取的叶片迅速置液氮
中, −80℃保存备用。
1.2 总 RNA的提取与 cDNA合成
采用 Biozol试剂(BioFlux, Tokyo, Japan)提取亲
和组合、非亲和组合、激素处理和环境胁迫中各取
样时间点叶片的总 RNA, 按照 M-MLV reverse tran-
scriptase 试剂盒(Invitrogen)操作说明书合成第一链
cDNA, 反转录引物采用 Oligo d(T)18。
1.3 TaCaM5的全长 cDNA克隆
以 MJBC65 的 EST 为“种子”序列, 利用下载的
小麦 EST数据库和西北农林科技大学植物与病原物
互作研究室的 EST分析平台, 进行 EST contig的拼
接和校对 , 利用 NCBI 站点 (http://www.ncbi.nlm.
nih.gov/gorf/gorf.html)的 ORF finder 程序进一步筛
选。利用 Premier 5.0软件设计扩增 TaCaM5基因开
放阅读框(open reading frame, ORF)的特异引物(FP:
5′-TCAAGACTGACGCATCCAATC-3′; RP: 5′-GCG
AACTGAATGAAGGTCTCC-3′), 将各时间点样品
的总 RNA等量混合, 以反转录得到的第一链 cDNA
为模板进行 RT-PCR扩增。PCR程序为 95℃ 3 min;
95℃ 30 s, 58℃ 30 s, 72℃ 1 min, 35个循环; 72℃延
伸 10 min; 4℃保温。将回收的 PCR 产物克隆至
pGEM-T easy载体, 采用通用引物 T7和 SP6进行测
序反应 , 并在 ABI3130 遗传分析仪 (Applied Bio-
sytems, USA)上进行双向测序。
1.4 TaCaM5序列分析
利用 NCBI (http://ncbi.nlm.nih.gov/)、InterProScan
(http://www.ebi.ac.uk/cgi-bin/iprscan/)、TargetP (http://
第 6期 刘新颖等: 小麦钙调素新亚型 TaCaM5的克隆及表达分析 955


cbs.dtu.dk/services/SignalP/)、PSORT (http://psort.ims.
u-tokyo.ac.jp/form.html) 和 ProtParam (http://www.
expasy.ch/tools/protparam.html)在线工具对 TaCaM5
进行序列分析。根据推测的 TaCaM5氨基酸序列, 利
用DNAMAN和MEGA4.0软件分别进行氨基酸序列
同源性比对和进化树分析。
1.5 实时定量 PCR分析
根据 TaCaM5的 cDNA序列设计定量 PCR引物
(F: 5′-CAAATGGCAGACCAACTTACCG-3′; R: 5′-
ATAACAGTGCCGAGTTCCTTGG-3′)。以小麦的延
伸因子(elongation factor, EF)作为内参(F: 5′-TGGT
GTCATCAAGCCTGGTATGGT-3′; R：5′-ACTCATG
GTGCATCTCAACGGACT-3′)。利用 ABI PRISM
7500实时定量 PCR仪以各个取样点的 cDNA为模板
进行 TaCaM5 的 Real-time PCR 分析。反应体系为
0.3 µL 50×SYBR Green, 0.1 µL ROX Reference Dye,
1 µL 10×cDNA, 2.5 µL 10×Taq buffer, 2.5 mmol L−1
MgCl2, 0.16 mmol L−1 dNTP, 0.2 µmol L−1引物, 补
水至总体积 25 µL。反应程序为 95℃ 1 min; 95℃ 10
s, 60℃ 20 s, 72℃ 40 s, 40个循环。反应结束后分析
荧光值变化曲线和融解曲线, 以 PCR 产物电泳确认
扩增产物特异性。采用 2−ΔΔCT法分析数据, 确定基因
的相对表达量。每个取样点设 3个技术学重复, 在同
一个批次完成内参基因和目标基因的 PCR反应。试
验共设 3个生物学重复。
2 结果与分析
2.1 TaCaM5的全长 cDNA克隆和序列分析
MJBC65长 992 bp, 经 ORF finder预测, 具有完
整开放阅读框。利用设计的 RT-PCR引物进行扩增,
得到期望长度的产物, 并命名为 TaCaM5。经克隆、
测序分析, 其序列与原序列结果相似性超过 99.9%。
结果显示, 该序列从 148 位到 597 位核苷酸为开放
阅读框, 长 450 bp, 编码 149个氨基酸(图 1)。
2.2 TaCaM5编码蛋白的序列分析
TaCaM5所编码的蛋白, 预测分子量为 16.74 kD,
pI 为 4.16; 含有 4 个 EF-hand 保守结构域, 分别在
12至 40位、48至 76位、85至 113位和 121至 149
位氨基酸, 每个 EF-hand 内都有 Ca2+结合位点。以
TMpred预测该蛋白不含跨膜区, Signal IP3.0预测该
蛋白无信号肽, 不属于分泌蛋白, PSORT 亚细胞定
位预测该蛋白位于胞内。TaCaM5的氨基酸序列与玉
米 (NP_001148310)、美国鳌虾 (ACI15835)、海葵
(XP_001638581)等多种动植物的 CaM所编码的氨基
酸序列高度同源(图 2), 同源性分别为 93%、93%和
92%。



图 1 TaCaM5的核苷酸序列及其推测的氨基酸序列
Fig. 1 Analysis of nucleotide and predicted amino acid sequences of TaCaM5
TaCaM5的起始密码子、终止密码子为粗斜体字; 阴影部分为 EF-hand结构域; *代表 Ca2+结合位点。
Initiation and the stop codons of TaCaM5 are shown by bold and italic letters. Shadow regions are EF-hand domains, and asterisks (*)
indicate Ca2+ binding sites.
956 作 物 学 报 第 36卷



图 2 TaCaM5编码蛋白与不同生物 CaM的氨基酸序列比对
Fig. 2 Multiple alignments of TaCaM5 and CaM from other species
黑色与灰色分别为 100%及 75%的相似性。
Black and dark-gray boxes represent 100% and 75% similarities, respectively.
Zm: Zea mays; Pc: Procambarus clarkia; Pf: Pinctada fucata; Po: Pleurotus ostreatus; Dm: Drosophila melanogaster; Hs: Homo sapiens;
Ci: Ciona intestinalis; Ta: Triticum aestivum.

进化树分析结果表明(图 3), TaCaM5 与玉米的
CaM 基因的亲缘关系最近 , 与平菇的亲缘关系次
之。目前小麦中存在 3个 CaM亚型[12], 经过氨基酸
序列比较(图 4), 发现 TaCaM5具有 4完整 Ca2+结合
域, 相对于 TaCaM I和 TaCaM II有 19个氨基酸的差
异, 均匀分布于整个氨基酸序列。此外, TaCaM5 与



图 3 TaCaM5与其他 CaM的进化树分析
Fig. 3 Phylogenetic tree of TaCaM5 and other CaM
ZmCaM: Zea mays, NP_001148310; PcCaM: Procambarus clarki,
ACI15835i; PoCaM: Pleurotus ostreatus, O94739; DmCaM: Dro-
sophila melanogaster, NP_523710; PfCaM: Pinctada fucata,
AAQ20043; CiCaM: Ciona intestinalis, NP_001027633; HsCaM;
Homo sapien, NP_001734.
小麦的 3个 CaM亚型有显著差异, 因此确定 TaCaM5
为一个新的小麦 CaM亚型(图 5)。
2.3 TaCaM5基因组织表达分析
定量 RT-PCR结果显示, TaCaM5在根、茎、叶
等组织中均表达 , 表达量在根部最高 , 叶部次之 ,
茎部最少, 约为根部表达量的 1/3 (图 6)。
2.4 TaCaM5 基因的诱导表达分析
TaCaM5 基因的转录表达受小麦条锈菌的诱导
(图 7), 在小麦与条锈菌非亲和互作组合中, 接种后
6 h TaCaM5上调表达, 为对照的 11倍, 之后有所下
降, 但仍明显高于对照。在接种条锈菌 24 h前都持
续较高表达, 之后下调恢复到初始水平; 在亲和互
作组合中, 6 h TaCaM5的表达受到抑制, 为对照的
五分之一, 之后表达量上升, 接种后 24 h达到高峰,
为对照的 22倍。
使用不同外源激素处理小麦叶片, qRT-PCR 分
析结果表明(图 8), TaCaM5受脱落酸、乙烯和茉莉酸
甲酯诱导上调表达, 水杨酸诱导其下调表达。脱落
酸处理 0.5 h后, 表达量上升至最大值, 之后急剧下
降, 至处理后 12 h又有所上升; 茉莉酸甲酯处理后,
0.5 h 时表达量上升, 2 h 显著降低, 随后开始升高;
第 6期 刘新颖等: 小麦钙调素新亚型 TaCaM5的克隆及表达分析 957




图 4 TaCaM5编码蛋白与 3种小麦钙调素亚型氨基酸序列比对
Fig. 4 Comparison between deduced amino acid sequences of TaCaM5 and three wheat calmodulin isoforms



图 5 TaCaM5与其他小麦 CaM亚型的进化树分析
Fig. 5 Phylogenetic tree of TaCaM5 and other wheat CaM isoforms
TaCaM1-1: AAC49578; TaCaM1-2: AAC49579; TaCaM1-3: AAC49580; TaCaM2-1: AAC49581; TaCaM2-2: AAC49582; TaCaM2-3:
AAC49583; TaCaM3-1: AAC49584; TaCaM3-2: AAC49585; TaCaM3-3: AAC49586; TaCaM4-1: AAC49587.

乙烯处理后, 0.5 h时表达量已上升, 随后急剧下降,
6 h后开始上升, 24 h达到最大值。SA处理后, 所有
时间点的表达量均受到抑制, 处理后 2 h 的表达量
最低。
在模拟干旱环境中, TaCaM5在 12 h前下调表达,
24 h骤然激增至 0 h的 19倍, 达到最大值, 随后下
降; 在遭受机械伤害后, 3 h上升至最大值, 为 0 h的



图 6 TaCaM5在小麦不同组织中的表达量
Fig. 6 Transcription pattern of TaCaM5 in different wheat organs


图 7 TaCaM5在非亲和与亲和组合中不同时间点的表达模式
Fig. 7 Transcription pattern of TaCaM5 in incompatible in-
teraction and compatible interaction at different post inocula-
tion time-points

10倍, 之后回落到最初的水平。在摸拟高盐环境中,
TaCaM5下调表达, 6 h达到最低点(图 9); TaCaM5对
低温环境非常敏感, 其表达量在处理 1 h 后骤然升
高, 3 h达到最高峰, 为 0 h时的 120倍, 之后急剧下
降至最初水平(图 10)。
958 作 物 学 报 第 36卷



图 8 实时定量 PCR分析不同激素诱导小麦 TaCaM5表达谱
Fig. 8 Real-time PCR analysis of the expression of TaCaM5 in
wheat in response to ABA, ethylene, MeJA, and SA treatments
ABA: 脱落酸; ETH: 乙烯; MeJA: 茉莉酸甲酯; SA: 水杨酸。
ABA: abscisic acid; ETH: ethylene; MeJA: methyl jasmonate; SA:
salicylic acid.



图 9 实时定量 PCR分析各种环境胁迫下小麦 TaCaM5的表达谱
Fig. 9 Real-time PCR analysis of TaCaM5 expression in wheat
in response to drought, mechanical wounding , and high salinity



图 10 实时定量 PCR分析低温下小麦 TaCaM5的表达谱
Fig. 10 Real-time PCR analysis of TaCaM5 expression in
wheat in response to low temperature
3 讨论
CaM 是植物体内最重要的 Ca2+结合蛋白, 是细
胞 Ca2+信号传导途径中的主要信号组分, 它通过结
合并调控许多下游蛋白的活性或功能来调节细胞的
生理功能。植物中存在多种 CaM亚型, CaM亚型的
氨基酸组成变化可能使其与不同的靶蛋白相互作用,
从而完成不同的生物学功能, 同时增强了 Ca2+信号
介导的信号网络的多样性和复杂性。Lee 等[11]从大
豆中分离到 4 个 CaM 亚型; Duval 等[14]从豌豆种子
中鉴定了 3个 CaM亚型; 1996年 Yang等[12]从小麦
中鉴定了 10 个 CaM 基因, 并根据氨基酸序列的差
异将其分为 3类(TaCaM I、TaCaM II和 TaCaM III),
TaCaM I与 TaCaM II有两个氨基酸的差异, 分别位
于第 125、139位氨基酸, TaCaM III N端前 20个氨
基酸特异性较强, 存在 3 个 Ca2+结合域。本研究克
隆到的小麦 CaM 基因 TaCaM5, 其编码蛋白具有 4
个完整 Ca2+结合域, 相对于 TaCaM I和 TaCaM II有
19 个氨基酸的差异, 均匀分布于整个氨基酸序列,
可以确定 TaCaM5为一个新的小麦 CaM亚型。
植物 CaM 基因的表达具有组织和各种发育时
期的特异性。组织 RNA印迹分析发现马铃薯[10]、大
豆[11]发育过程中不同器官中的 CaM 基因的表达有
差异。小麦 CaM基因在种子、根、茎、叶中均有不
同程度的表达[20]。本研究也表明, TaCaM5 在小麦
根、茎、叶等组织中均有表达, 表达量在根部最高,
茎部最少, 约为根部表达量的 1/3。
病原真菌、病毒可以诱导植物 CaM 基因表达,
大豆 SCaM-4 和 SCaM-5 基因受大豆叶斑病杆菌
(Pseudomonas syringae pv. glycinea)诱导表达[21], 并
参与大豆获得性免疫反应(systemic acquired resis-
tance, SAR)。烟草枯叶病毒(tobacco mosaic virus,
TMV)侵染叶片后可引起 NtCaM1、NtCaM2 和
NtCaM13 上调表达, 同时诱导 PR-1 和 PR-3 等防御
基因的表达[22]。本研究中小麦条锈菌侵染小麦叶片
后, 非亲和组合中 TaCaM5 对条锈菌侵染敏感, 处
理后 6 h表达量迅速上升, 远远高于亲和组合, 说明
小麦细胞内 Ca2+浓度上升, 可能作为前期的信号分
子诱导小麦的 SAR; 亲和互作组合中 , 6 h 时
TaCaM5的表达受到抑制, 24 h时表达量上升且达到
高峰, 此时吸器在小麦细胞中大量形成, 条锈菌与
寄主细胞存在大量的物质交换和基因互作, TaCaM5
可能参与了这一过程。
获得系统抗性是植物中非常重要的抗病机制 ,
主要通过水杨酸或茉莉酸、乙烯为系统信号分子的
两类信号转导途径[23-24]。本研究中, TaCaM5对茉莉
酸甲酯和乙烯的快速响应(0.5 h), 表明该基因可能
通过茉莉酸和乙烯信号途径介导小麦对条锈菌的防
御反应; SA处理后, TaCaM5表达明显受抑, 表明水
杨酸与茉莉酸在小麦抗条锈防御反应中存在明显的
第 6期 刘新颖等: 小麦钙调素新亚型 TaCaM5的克隆及表达分析 959


拮抗作用, 这一结果与大豆 SCaM-5的研究相似[21]。
关于 TaCaM5 下游相应的钙调蛋白及其如何参与小
麦对条锈菌的防御反应, 都有待进一步研究。
植物 CaM 基因受多种外界信号刺激, 包括干
旱、冻害、盐害、渗透胁迫、氧化胁迫、光照、触
摸、风、雨、伤害等[25-29], TaCaM5对于环境胁迫十
分敏感, 特别是低温胁迫。机械伤害、低温和干旱均
可诱导 TaCaM5上调表达, 但高盐环境下, TaCaM5表
达量降低。由此推测, TaCaM5参与伤害、低温和干
旱环境下的 Ca2+-CaM 信号转导途径与高盐胁迫下
的途径有所不同。
TaCaM5 作为小麦体内 Ca2+信号转导过程中十
分重要的 Ca2+结合蛋白, 可能参与了小麦与条锈菌
的互作过程 , 在后续工作中我们将通过 BSMV-
VIGS技术及过表达技术研究 TaCaM5基因的功能。
4 结论
克隆了一个小麦钙调素新亚型基因 TaCaM5,
该基因编码由 149个氨基酸组成的蛋白质, 具有 4个
EF-hand 保守结构域。TaCaM5 与玉米的 CaM 基因
相似性较高。该基因在根、茎、叶等组织中均有不
同程度的表达。TaCaM5受小麦条锈菌诱导表达, 不
依赖水杨酸信号通路, 可能通过茉莉酸和乙烯等信
号途径参与了小麦对条锈菌的防御反应, TaCaM5参
与伤害、低温和干旱环境下 Ca2+-CaM信号转导的途
径与高盐胁迫下的途径有所不同。
References
[1] Chen X M. Epidemiology and control of stripe rust (Puccinia
striiformis f. sp. tritici) on wheat. Can J Plant Pathol, 2005, 27:
314–337
[2] Greenberg J T, Yao N. The role and regulation of programmed
cell death in plant pathogen interactions. Cellular Microbiol,
2004, 6: 201–211
[3] Heath M C. Hypersensitive response related death. Plant Mol
Biol, 2000, 44: 321–334
[4] Zielinski R E. Calmodulin and calmodulin-binding proteins in
plants. Annu Rev Plant Physiol Plant Mol Biol, 1998, 49: 697–
725
[5] Snedden W A, Fromm H. Calmodulin, calomdulin-relate dpro-
teins and plant responses to the environment. Trends Plant Sci,
1998, 3: 299–204
[6] Ling V, Perera I Y, Zielinski R E. Primary structures of Arabi-
dopsis calmodulin isoforms deduced from the sequences of
cDNA clones. Plant Physiol, 1991, 96: 1196–1202
[7] Perera I Y, Zielinski R E. Structure and expression of the
Arabidopsis CaM-3 calmodulin gene. Plant Mol Biol, 1992, 19:
649–664
[8] Gawienowski M C, Szymanski D, Perera I Y, Zielinski R E.
Calmodulin isoforms in Arabidopsis encoded by multiple diver-
gent mRNAs. Plant Mol Biol, 1993, 22: 215–225
[9] Zielinski R E. Characterization of three new members of the
Arabidopsis thaliana calmodulin gene family: conserved and
highly diverged members of the gene family functionally com-
plement a yeast calmodulin null. Planta, 2002, 214: 446–455
[10] Takezawa D, Liu Z H, An G, Poovaiah B W. Calmodulin gene
family in potato: developmental and touch-induced expression of
mRNA enconding a novel isoform. Plant Mol Biol, 1995, 27:
693–703
[11] Lee S H, Kim J C, Lee M S, Heo W D, Seo H Y, Yoon H W,
Hong J C, Lee S Y, Bahk J D, Hwang I. Identification of a novel
divergent calmodulin isoform from soybean which has differen-
tial ability to activate calmodulin-dependent enzymes. J Biol
Chem, 1995, 270: 21806–21812
[12] Yang T, Segal G, Abbo S, Feldman M, Fromm H. Characteriza-
tion of the calmodulin gene family in wheat: structure, chromo-
somal location, and evolutionary aspects. Mol Gen Genet, 1996,
252: 684–694
[13] Griess E A, Igloi G L, Feix G. Isolation and sequence comparison
of a maize calmodulin cDNA. Plant Physiol, 1994, 104: 1467–
1468
[14] Duval F D, Renard M, Jaquinod M, Biou V, Montrichard F, Ma-
cherel D. Differential expression and functional analysis of three
calmodulin isoforms in germinating pea (Pisum sativum L.) seeds.
Plant J, 2002, 32: 481–493
[15] Bohnert H J, Jensen R G. Strategies for engineering water stress
tolerance in plants. Trends Biotechnol, 1996, 14: 89–97
[16] Shinozaki K, Yamaguchi-Shinozaki K. Gene expression and sig-
nal transduction in water stress response. Plant Physiol, 1997,
115: 327–334
[17] Bouché N, Yellin A, Snedden W A, Fromm H. Plant specific
calmodulin binding proteins. Annu Rev Plant Biol, 2005, 56:
435–466
[18] Zhang H B, Zhang D B, Chan J, Yang Y H, Huang Z J, Huang D
F, Wang X C, Huang R F. Tomato stress responsive factor
TSRF1 interacts with ethylene responsive element GCC box and
regulates pathogen resistance to Ralatonia solanacearum. Plant
Mol Biol, 2004, 55: 825–834
[19] Kang Z-S(康振生), Li Z-Q(李振岐). Discovery of pathogenic
isolates of stripe rust on cultivar Lovrin 10 at normal temperature.
J Northwest Agric Coll (西北农学院学报), 1984, 12(4): 18–28
(in Chinese with English abstract)
[20] Yang T, Lev-Yadun S, Feldman M, Fromm H. Developmentally
regulated organ-, tissue-, and cell-specific expression of calmodulin
genes in common wheat. Plant Mol Biol, 1998, 37: 109–120
[21] Heo W D, Lee S H, Kim M C, Kim J C, Chung W S, Chun H J,
Lee K J, Park C Y, Park H C, Choi J Y, Cho M J. Involvement of
specific calmodulin isoforms in salicylic acid-independent activa-
tion of plant disease resistance responses. Proc Natl Acad Sci
960 作 物 学 报 第 36卷

USA, 1999, 96: 766–771
[22] Yamakawa H, Mitsuhara I, Ito N, Seo S, Kamada H, Ohashi Y.
Transcriptionally and post-transcriptionally regulated response of
13 calmodulin genes to tobacco mosaic virus-induced cell death
and wounding in tobacco plant. Eur J Biochem, 2001, 268:
3916–3929
[23] Annemart K, Pieterse C M. Cross Talk in defense signaling. Plant
Physiol, 2008, 146: 839–844
[24] Fujita M, Fujita Y, Noutoshi Y, Takahashi F, Narusaka Y, Yama-
gauchi-Shinozaki K, Shinozaki K. Crosstalk between abiotic and
biotic stress responses: a current view from the points of conver-
gence in the stress signaling networks. Curr Opin Plant Biol,
2006, 9: 436–442
[25] Ito T, Hirano M, Akama K, Shimura Y, Okada K. Touch inducible
genes for calmodulin and a calmodulin-related protein are located
in tandem on a chromosome of Arabidopsis thaliana. Plant Cell
Physiol, 1995, 36: 1369–1373
[26] Sha Q(沙琴), Jiang M-Y(蒋明义), Lin F(林凡). The expression
of calmodulin genes induced by water stress is associated with
ABA and H2O2. J Nanjing Agric Univ (南京农业大学学报),
2009, 32(3): 52–57 (in Chinese with English abstract)
[27] Yang T, Poovaiah B W. Calcium/calmodulin-mediated signal net-
work in plants Trends Plant Sci, 2003, 8: 505–512
[28] Du L, Poovaiah B W. Ca2+/calmodulin is critical for brassinoster-
oid biosynthesis and plant growth. Nature, 2005, 437: 741–745
[29] Liu M(刘曼), Mao G-H(毛国红), Sun D-Y(孙大业). Calmodulin
isoforms in plants. Plant Physiol Commun (植物生理通讯), 2005,
41(1): 1–5 (in Chinese)


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