全 文 ：作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2010, 36(6): 945−952 http://www.chinacrops.org/zwxb/
ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9 E-mail: xbzw@chinajournal.net.cn

本研究由国家重点基础研究发展计划(973计划)项目(2006CB101700)，国家高技术研究发展计划(863计划)项目(2006AA10Z188)和国家自然科
学基金重点项目(30730063)资助。
*
通讯作者(Corresponding authors): 王天宇, E-mail: wangtianyu@263.net; 黎裕, E-mail: yuli@mail.caas.net.cn
第一作者联系方式: E-mail: happyzzb@126.com
Received(收稿日期): 2010-01-29; Accepted(接受日期): 2010-03-04.
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2010.00945
玉米干旱诱导表达基因 ZmCKS2的克隆与表达分析
张中保 1 卢 敏 1 李会勇 1,2 张登峰 1 刘颖慧 1,3 石云素 1 宋燕春 1
王天宇 1,* 黎 裕 1,*
1 中国农业科学院作物科学研究所, 北京 100081; 2 河南省农业科学院粮食作物研究所, 河南郑州 450002; 3 河北北方学院, 河北张
家口 075000
摘 要: 在本实验室前期研究的干旱胁迫相关的抑制差减文库(SSH)中, 发现一个玉米干旱胁迫诱导表达的 EST 序
列, 与拟南芥 AtCKS2和 AtCKS1基因有较高的同源性。应用生物信息学手段和同源克隆的方法, 分离得到该基因, 命
名为 ZmCKS2。序列分析表明该基因开放阅读框区 267 bp, 编码 88个氨基酸。ZmCKS2蛋白含有真核生物中高度保
守的 CKS (cyclin-dependent kinase regulatory subunit)结构域。应用在线分析软件预测该基因上游 2 kb序列表明, 该序
列具有启动子的核心序列和增强子序列, 同时还具有与干旱等多种逆境胁迫相关的调控序列。应用实时荧光定量
PCR分析表明该基因在幼穗中表达量最高, 且受干旱和 MeJA诱导上调表达, 受低温和外源 ABA诱导下调表达。
关键词: ZmCKS2; 逆境胁迫; 表达模式; 启动子; 玉米
Isolation and Expression Analysis of a Drought-Induced Gene “ZmCKS2” in
Maize (Zea mays L.)
ZHANG Zhong-Bao1, LU Min1, LI Hui-Yong1,2, ZHANG Deng-Feng1, LIU Ying-Hui1,3, SHI Yun-Su1,
SONG Yan-Chun1, WANG Tian-Yu1,*, and LI Yu1,*
1 Institute of Crop Sciences, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100081, China; 2 Cereal Crops Research Institute, Henan Academy of
Agricultural Sciences, Zhengzhou 450002, China ; 3 Hebei North University, Zhangjiakou 075000, China
Abstract: Plants respond to abiotic and biotic stresses through a number of biochemical and physiological reactions. Stresses
inducible genes can be classified into two groups, i.e. functional genes that directly protect against stresses and regulator genes
that regulate gene expression and signal transduction in the stress response. In our previous study, an EST from a drought related
SSH (suppression subtractive hybridization) library was obtained, which had a high similarity to AtCKS2 in Arabidopsis. In the
present study we cloned the cDNA homologous to CKS2, named ZmCKS2, using in silico and homology-based cloning techniques.
ZmCKS2 had an ORF of 267 bp and encoded 88 amino acids. The deduced protein of ZmCKS2 was predicted to contain a CKS
(cyclin-dependent kinase regulatory subunit) structural domain, which was highly conserved in eukaryotes kingdom. The pro-
moter of ZmCKS2 (about 2 kb upstream of ZmCKS2) was predicted to contain important regulatory elements including core pro-
moter elements and drought, high salt, coldness, ABA, light regulation, copper, and oxygen responsive elements. Real-time quan-
titative PCR (qRT-PCR) analysis revealed that ZmCKS2 had different expression patterns in different organs. It was highly ex-
pressed in ears while its expression was very low in roots and leaves at seedling stage. qRT-PCR was also performed to investigate
the expression profiles of the ZmCKS2 under different abiotic stresses such as drought, low temperature, high salt, MeJA (methyl
jasmonate), and exogenous ABA (abscisic acid). Under drought or MeJA treatment, ZmCKS2 showed an up-regulated expression
pattern. However, under cold or ABA treatment, this gene showed a down-regulation expression pattern. Under NaCl stress
ZmCKS2 showed no obvious change. These results revealed that ZmCKS2 might be involved in multiple pathways of plants re-
sponding to different environmental conditions.
Keywords: ZmCKS2; Abiotic stress; Expression profiles; Promoter; Zea mays
946 作 物 学 报 第 36卷

真核生物细胞周期包括 DNA 合成期(S)、合成
后间期(G2)、有丝分裂期(M)、胞质分裂期和有丝分
裂后间期(G1) 5 个高度保守过程。细胞周期调控的
分子机制也是高度保守的, 在真核生物中已经鉴定
出多种细胞周期关键调节因子 , 如细胞周期蛋白
(cyclins)、细胞周期蛋白依赖性激酶(cyclin-dependent
kinases, CDKs)、细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂
(CDK inhibitors, CKIs)及细胞周期蛋白依赖性蛋白
激酶亚单位(CDK subunits, CKS)等[1]。其中 CKS蛋
白是周期蛋白依赖性激酶复合物的亚基, 它是高度
保守的 Sucl/Cks 家族的成员, 能与其他周期蛋白依
赖性激酶和磷酸化的蛋白结合形成复合体, 参与细
胞周期的调控[2]。
早期研究表明, 在酵母、爪蟾卵、果蝇等低等
真核生物中 Cksl蛋白是细胞有丝分裂 G1期和M期
中不可缺少的因子[3]。在哺乳动物中, CKS基因在早
期胚胎发育和细胞周期中起重要作用 [4]。拟南芥
AtCKS1 基因编码蛋白 AtCKS1, 可以增加 CDK 与
其他细胞周期因子的相互作用, 如 AtCKS1 可以与
AtCdc1a 和 AtCdc2b 结合, 在细胞有丝分裂和核内
复制阶段发挥作用而调控植物的生长发育 [5-6]。
AtCKS2 基因作为 AtCKS1 高度同源的基因, 也具有
AtCKS1基因类似的功能[7]。
目前还未见特别是在抗旱等逆境胁迫中玉米
CKS 基因的报道, 而且在其他植物中也未见该基因
与逆境胁迫相关的研究。本研究从玉米中克隆出
ZmCKS2 基因和其启动子序列并进行了序列分析 ,
比较了该基因序列在自交系 B73和 CN165中的异同,
并应用实时荧光定量 PCR技术分析了该基因在不同
组织中的差异表达及在逆境胁迫下的表达模式。
1 材料与方法
1.1 植物材料与处理
应用玉米抗旱自交系 CN165, 种子经灭菌处理
(75%乙醇 1 min, 0.5%次氯酸钠 20 min)并用蒸馏水
冲洗 5~6 遍后, 播种于装有蛭石的盒子中, 每盒 4
株。于人工气候室, 以长日照条件(28℃, 16 h光/ 22
℃, 8 h暗)培养, 每 3 d浇水一次。对三叶期的玉米
分别进行脱水干旱、NaCl (250 mmol L−1)和低温(4℃)
胁迫处理, 分别取处理 0、1、2、5、10和 24 h的地
上部和根; 对脱落酸(ABA, 100 μmol L−1)和茉莉酸
甲酯(MeJA, 100 μmol L−1)处理, 取处理 0、1、3、5、
10 h的地上部并立即液氮冷冻, −80℃保存, 供提取
RNA。
将玉米抗旱自交系 CN165播种于中国农业科学
院实验地, 分别取三叶期的叶片和根, 抽雄吐丝期
的穗位叶、雄穗、花丝、幼穗以及幼胚, 立即经液
氮冷冻, −80℃保存, 用于提取不同组织的 RNA进行
组织差异性分析。同时也用苗期的幼叶提取基因组
DNA。
1.2 RNA提取及第一链 cDNA的合成
用总 RNA 提取试剂盒(TRIzol Reagent, Invi-
trogen, 德国)提取总 RNA, 并用 DNase I (TaKaRa,
大连)处理以去除基因组 DNA的污染。应用 M-MLV
反转录试剂盒 (Invitrogen, 德国 )将 2 g 纯化的总
RNA 反转录成第一链 cDNA, 作为基因扩增及实时
荧光定量 PCR (real-time quantitative PCR, qRT-qPCR)
的模板。
1.3 ZmCKS2基因的克隆
本实验室前期工作中, 发现一个受干旱胁迫诱
导的 EST序列, 与拟南芥 AtCKS2 (GenBank登录号
为 AT2G27970)基因相似, 被命名为 ZmCKS2。以该
EST 序列在 NCBI (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/)和
MAIZESEQUENCE (http://www.maizesequence.org/)
数据库中进行 blastn 比对分析, 将获得的玉米 CKS
序列进行比对拼接, 并设计引物, FP: 5′-CTGTAGG
GAAGTTGATCGAGAAGTC-3′, RP: 5′-GAGATGAA
AAGAGGGCTAGGGGTT-3′, 以玉米自交系 CN165
的 cDNA为模板进行 PCR扩增, 程序为 94℃预变性
3 min; 94℃ 30 s, 56℃ 30 s, 72℃ 40 s, 40个循环; 最
后 72℃延伸 10 min, 获得 ZmCKS2全长。PCR产物
经凝胶回收后连接至 pMD18-T 载体(TaKaRa, 大连),
进行序列测定。
1.4 ZmCKS2基因的基因组 DNA序列扩增及分析
在基因 ZmCKS2的 3UTR (untranslated regions,
非编码区)和 5UTR设计引物 FP: 5′-CTGTAGGGAA
GTTGATCGAGAAGTC-3′和 RP: 5′-GAGATGAAAA
GAGGGCTAGGGGTT-3′, 以玉米自交系 CN165 的
基因组 DNA 为模板, 进行 PCR 扩增, 程序为 94℃
预变性 5 min; 94℃ 30 s, 56℃ 30 s, 72℃ 60 s, 40个
循环; 72℃延伸 10 min。PCR 产物经凝胶回收后连
接至 pMD18-T 载体, 进行测序, 并应用 Clustalx 分
析其与 B73中 ZmCKS2基因组 DNA序列的异同。
1.5 ZmCKS2基因启动子的克隆及启动子元件分析
以 ZmCKS2 全长 cDNA 序列在 NCBI 数据库进
行基因组序列比对 , 在 B73 基因组序列中获得
第 6期 张中保等: 玉米干旱诱导表达基因 ZmCKS2的克隆与表达分析 947


ZmCKS2 基因上游 2.4 kb 的序列, 以此序列设计多
对引物组合, 以玉米自交系 CN165 基因组 DNA 为
模板进行扩增, 最终有一对引物在玉米自交系 CN165
中扩增出 2 041 bp的序列, 所用的引物为 CKSp-FP:
5′-GTGGTAGTTGACATTGGCGAAGAT-3′和 CKSp-
RP: 5′-GAAGGCGAGGGTTTCACATCTAC-3′, 扩增
程序为 94℃预变性 5 min; 94 30 s, 60 30 s, 72 ℃ ℃ ℃
90 s, 40个循环; 72℃延伸 10 min。将扩增得到的 PCR
产物连接至pMD18-T载体, 进行序列测定, 重复3次。
1.6 实时荧光定量 PCR分析
依据 qRT-PCR 引物设计要求 , 使用 primer
premier5.0设计 ZmCKS2特异引物(qFP: 5′-CGACAC
CTATGAATACAGGCACG-3′和 qRP: 5′-TCCTGCT
GCTGCTGGTAGTTGAT-3′), 扩增长度为 198 bp。
玉米内参基因 GAPDH (甘油醛 -3-磷酸脱氢酶 ,
glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase)用于数据
分析时对不同样品 cDNA 模板量进行校准, 所用引
物为 5′-CCCTTCATCACCACGGACTAC-3′和 5′-AA
CCTTCTTGGCACCACCCT-3′。20 μL PCR扩增体系
含: 10 μL 2×SYBR Premix Ex Taq (TaKaRa, 大连),
正反向引物各 0.2 μmol L−1和模板 cDNA 50~100 ng。
应用 qRT-PCR专用 96孔板(Axygen, 美国)和高透光
率封口膜(Axygen, 美国), 荧光定量 PCR 仪 Icycler
Real-Time PCR System (Bio-Rad, 美国)和 ABI7000
(ABI Prism, 美国)进行 qRT-PCR 分析, 每个样品 3
次重复。PCR程序为 95 2 min℃ ; 95℃ 5 s, 58℃ 15
s, 72℃ 20 s, 共 40个循环; 相对表达量 Fold change
= 2–∆∆CT, 此处∆∆CT = (CT-ZmCKS2 – CT-GAPDH)处 理–
(CT-ZmCKS2 – CT-GAPDH)对照[8]。
1.7 生物信息学分析
应用在线工具 (http://www.iut-arles.up.univ-mrs.
fr/w3bb/d_abim/compo-p.html)分析 ZmCKS2 蛋白的
分子量和等电点 ; 应用 NCBI 数据库中 CDART
(Conserved Domain Architecture Retrieval Tool, http://
www.ncbi.nlm.nih.gov/Structure/lexington/lexington.cgi?
cmd=rps)分析保守结构域; 应用 Clustalx1.83进行多
序列比对; 应用 MEGA4.0进行进化树分析。利用启
动子在线分析软件 Promoter 2.0 (http://www.cbs.dtu.
dk/services/Promoter/)进行启动子区的预测分析, 并
利用 PLACE (plant cis-acting regulatory DNA ele-
ments, http://www.dna.affrc.go.jp/PLACE/)对启动子
顺式调控元件进行预测。
2 结果与分析
2.1 ZmCKS2基因 cDNAs的克隆和序列分析
序列分析表明 , ZmCKS2 基因 cDNA 全长
(GenBank登录号为 GU556566) 611 bp (图 1), 开放
阅读框 267 bp, 编码 88 个氨基酸, 预测分子量为
1.06 kD, 等电点 pI 9.41。



图 1 玉米 ZmCKS2基因的扩增结果
Fig. 1 PCR amplified products of ZmCKS2
1: PCR产物; CK: 阴性对照(ddH2O); M: 分子量标准 Trans2K。
1: PCR products; CK: negative control (ddH2O); M: molecular
marker Trans2K.

2.2 多序列比对及进化树分析
以 ZmCKS2 基因氨基酸序列为信息探针, 应用
NCBI 中 Blastp 程序比对 GenBank 的 NR (non-
redundant)数据库及拟南芥、水稻数据库, 从拟南芥、
水稻、小麦、高粱、大豆及甘薯等植物中筛查出多
个 CKS 蛋白, 表明 CKS 蛋白普遍存在于高等植物
中。将拟南芥两个 CKS蛋白 CKS1、CKS2和水稻、
小麦、高粱、大豆的 CKS蛋白与 ZmCKS2蛋白进行
多序列比对, 发现 CKS 结构域在所有比对的蛋白中
高度保守, 但是在其 C末端保守性较差(图 2)。
为了进一步研究 ZmCKS2 蛋白与其他 CKS 类
蛋白的亲缘关系, 构建了包含 ZmCKS2以及其他 10
个作物共 12个 CKS蛋白的系统进化树(图 3)。结果
表明, ZmCKS2与高粱 CKS及水稻的 OsCKS聚在一
个分支, 说明它们具有较近的亲缘关系。
2.3 ZmCKS2基因组 DNA序列扩增及分析
ZmCKS2 基因组 DNA 在 CN165 中全长 479 bp
(图 4), 在 B73中长度为 490 bp, 均包含 3个外显子
和 2 个内含子; 2 个基因组 DNA 同源性为 96%, 在
第 2个内含子中存在 7个碱基的差异。同时 B73中
DNA 存在一个 21 碱基的 poly(C)21, 而 CN165 中为
948 作 物 学 报 第 36卷



图 2 ZmCKS2与拟南芥、水稻、小麦、高粱和大豆 CKS蛋白多序列比对
Fig. 2 Amino acid alignment of ZmCKS2 with CKS proteins from Arabidopsis, rice, wheat, sorghum, and soybean



图 3 不同植物中 CKS蛋白与 ZmCKS2的聚类分析
Fig. 3 Phylogenetic analysis of CKS from different plants and ZmCKS2
应用 MEGA4.0软件分析植物中 CKS蛋白的亲源关系。
The MEGA4.0 program was used to show the relationship between the members of the CKS in plants.



图 4 玉米 ZmCKS2基因组 DNA扩增结果
Fig. 4 PCR amplified products of ZmCKS2 genomic DNA
1~2: PCR产物; M: 分子量标准 Trans2K。
1–2: PCR products; M: molecular marker Trans2K.

poly (C)6(T)3, 缺少该 poly(C)21(图 5)。经 MaizeGDB
比对分析 , ZmCKS2 基因位于玉米第一染色体
bin1.01。
2.4 ZmCKS2基因启动子的获得和反式作用元件
的分析
ZmCKS2基因启动子序列的 PCR产物电泳结果
见图 6, 测序结果表明, 扩增片段为 2 041 bp, 与预
测序列一致。应用植物启动子及其反式元件在线数
据库 PLACE对 ZmCKS2启动子顺式作用元件进行预
测。分析结果显示, ZmCKS2基因启动子存在典型的
TATA-box和 CAAT-box (表 1)。同时发现 ZmCKS2启
动子存在早期应答脱水胁迫顺式作用元件 ABRELA
TERD1以及响应高盐、冷等非生物胁迫的顺式元件
DRECRTCOREAT 和 WBOXNTERF3 等。还有与水
杨酸、氧化胁迫以及铜离子胁迫相关的顺式作用元件
ASF1MOTIFCAMV 和 CURECORECR 等。此外, 还
发现与胚、胚乳及种子发育相关的调控元件
CANBNNAPA以及光诱导、昼夜节律调节的典型顺
式作用元件-10PEHVPSBD。
2.5 ZmCKS2基因在玉米不同器官中的表达分析
应用实时荧光定量 RT-PCR 技术检测 ZmCKS2
基因在玉米幼叶、幼根、开花期根、穗位叶、花丝、
幼穗、雄穗及幼胚中 mRNA水平的表达。结果表明,
ZmCKS2 基因在玉米幼穗中的表达远高于幼根中。
此外, ZmCKS2 基因在玉米幼胚中的表达量也较高,
但在幼叶中的表达量相对较低(图 7), 说明 ZmCKS2
基因可能与幼穗的生长与发育及幼胚发育密切相关。
第 6期 张中保等: 玉米干旱诱导表达基因 ZmCKS2的克隆与表达分析 949




图 5 自交系 B73与 CN165中 ZmCKS2 基因组 DNA比较分析
Fig. 5 Analysis of ZmCKS2 genomic DNA in maize inbred lines B73 and CN165



图 6 玉米 ZmCKS2启动子扩增结果
Fig. 6 PCR amplified products of ZmCKS2 promoter
1~2: PCR产物(2 041 bp); CK: 阴性对照(ddH2O); M: 分子量标
准 Trans2K。
1–2: PCR products (2 041 bp); CK: negative control (ddH2O);
M: molecular marker Trans2K.

2.6 ZmCKS2基因应答逆境胁迫表达分析
我们从前期构建的 SSH 文库中[9], 发现 ZmCKS2
基因受土壤干旱胁迫诱导上调表达, 为了进一步研
究该基因在逆境胁迫应答中的表达模式, 用脱水干
旱、低温(4 )℃ 、NaCl (250 mmol L−1)、ABA (100 μmol
L−1)和 MeJA (100 μmol L−1)处理玉米自交系 CN165
三叶期幼苗, 分别研究 ZmCKS2基因在 CN165地上
部分和地下部分的表达模式(ABA和MeJA处理只研
究地上部分)。结果表明, 在脱水处理下, ZmCKS2基
因在地上部分和地下部分均表现上调表达趋势。地
上部分在处理 2 h后上调表达 2倍(上调表达 2倍为
显著上调表达; 下调表达 0.5 倍为显著下调表达),
至 10 h上调表达 3.5倍; 而在地下部分, 处理至 24 h
时, 上调倍数达到 2.1 (图 8-A)。
在NaCl处理条件下, 无论是地上部分还是地下
部分 , 均未达到显著的上调或下调表达趋势 (图
8-B)。在 4℃低温处理条件下, 地下部分无显著变化,
而地上部分表现下调表达的趋势, 处理 1 h后, 下调
表达即达对照的 0.25倍, 处理至 10 h和 24 h时, 下
调表达倍数分别为 0.16和 0.30 (图 8-C)。
ZmCKS2基因在应答 ABA和 MeJA两个外源激
素处理时表现出不同的表达模式, 在 ABA处理下为
下调表达, 而在 MeJA 处理下为上调表达。ABA 处
理 1、2、5和 10 h, ZmCKS2下调表达倍数分别为 0.43、
0.87、0.71和 0.46 (图 8-D)。MeJA处理 5 h时上调
表达至 2.1倍(图 8-E)。
本结果表明 ZmCKS2 基因在应答干旱胁迫和
MeJA 时表现上调表达趋势, 而在低温处理时表现
下调表达趋势。而且这些应答过程可能是通过不依
赖 ABA途径进行的。
3 讨论
干旱是影响植物生长发育最重要、最普遍的逆
境因子 [10]。植物主要通过两类基因对其进行反应 ,
一是启动参与信号转导和调节代谢途径的基因, 二
是启动编码胁迫耐受蛋白以及参与结构和功能代谢
相关酶的基因[11-12]。本研究从玉米中克隆了一个受
干旱胁迫诱导的 CKS 家族基因, 其编码产物与拟南
芥 AtCKS2 相似性很高, 被命名为 ZmCKS2 基因。
多序列比对及进化树分析表明, 该基因编码蛋白与
高粱和水稻的 CKS蛋白相似性最高, 分别为 82%和
81%; 与拟南芥 AtCKS1和 AtCKS2蛋白相似性分别
是 78%和 77%。
950 作 物 学 报 第 36卷

表 1 玉米 ZmCKS2基因启动子顺式作用元件预测
Table 1 Prediction of cis-acting elements of the ZmCKS2 gene promoter in maize
位点名称
Site name
核心序列
Core sequence
作用
Function
TATA-box TAATA Core promoter
CAAT-box CAAT Enhancer element
ABRELATERD1 ACGTG Early response to dehydration
ASF1MOTIFCAMV TGACG Relevant to regulation auxin, salicylic acid, and light
–10PEHVPSBD TATTCT Relevant to circadian rhythms, light regulation
CACTFTPPCA1 YACT Elements for mesophyll specific gene expression in the C4 plant
CANBNNAPA CNAACAC Elements for embryo and endosperm specific transcription of storage protein gene, seed specificity
CBFHV RYCGAC Dehydration responsive element
CGCGBOXAT VCGCGB Elements recognized by Arabidopsis thaliana signal responsive proteins
CIACADIANLELHC CAANNNNATC Relevant to circadian expression
CURECORECR GTAC Copper and oxygen responsive elements
DPBFCOREDCDC3 ACACNNG ABA responsive and embryo specification elements
DRE2COREZMRAB17 ACCGAC ABA and drought responsive elements
DRECRTCOREAT RCCGAC Drought, high salt, and cold responsive elements
WBOXNTERF3 TGACY Wound responsive elements



图 7 ZmCKS2基因在玉米不同组织中的表达
Fig. 7 Expression of ZmCKS2 gene in different tissues in maize
1: 幼根; 2: 幼叶; 3: 穗位叶; 4: 开花期根; 5: 花丝; 6: 幼穗; 7:
幼胚; 8: 雄穗。在幼根中的相对表达量定义为 1, 作为参照标准。
1: roots at seedling stage; 2: leaves at seedling stage; 3: ear leaves;
4: roots at flowering stage; 5: silks; 6: ears; 7: immature embryos;
8: TASSELS. The transcript level in roots at seedling stage was
used as the calibrator and was given as 1.

前人研究中, 在拟南芥的根尖及茎尖中分离到
AtCKS1和 AtCKS2基因[6,13], CKS1和 CKS2基因在哺
乳动物早期胚胎发育和体细胞周期中起着至关重要
的作用[4]。本研究发现, 该基因在玉米的幼穗中表达
量最高, 在幼胚中表达量次之。说明该基因在玉米
的幼穗发育过程中可能起重要作用。
ZmCKS2 基因启动子序列中含有干旱、高盐、
低温等逆境胁迫应答及激素调节和生理周期调控相
关顺式作用元件。本研究结果表明, 该基因受脱水
和茉莉酸甲酯诱导上调表达, 而受低温和外源 ABA
诱导下调表达。在高盐处理条件下无明显的变化。
关于拟南芥和水稻等植物中 CKS基因的逆境胁迫表
达模式报道还较少。本文通过 NCBI GEO (gene
expression profiles) (http://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.
cgi)比对分析结果显示, 水稻 Os03g0146300 基因编
码 CKS 家族基因, 该基因受到盐、砷酸钠、氧化胁
迫、细胞分裂素等的诱导表达。在拟南芥中, AtCKS1
基因可互补温度(35℃)敏感型酵母菌株 , 使该菌株
能在 35℃下正常生长[5], 表明该基因在耐受高温胁迫
方面起一定作用, 然而农杆菌侵染拟南芥使 AtCKS1
(AT2G27960)基因下调表达 0.65 倍[14]。在创伤胁迫
条件下, AtCKS1的同源基因 AtCKS2 (AT2G27970)被
诱导上调表达。这些结果表明, CKS家族基因在应答
逆境胁迫中起重要作用[15]。
基因的表达模式也受内含子的影响。高等植物
基因内含子序列在影响基因表达模式、增强基因表
达水平和启动基因表达等方面起重要作用[16]。比较
自交系 B73和 CN165中 ZmCKS2基因组 DNA序列
发现, 其第 2 个内含子处存在较大差异。第 2 个内
含子的变化可能会影响 ZmCKS2 基因在两个自交系
中的表达模式和表达水平, 这方面工作还需进一步
研究。
4 结论
克隆得到 ZmCKS2 基因。该基因编码的蛋白
ZmCKS2 是细胞周期依赖性蛋白激酶的亚基。该基
因启动子序列中有多个与逆境胁迫相关的顺式作用
元件。在幼穗中其表达量最高, 并受干旱胁迫和茉
第 6期 张中保等: 玉米干旱诱导表达基因 ZmCKS2的克隆与表达分析 951




图 8 以荧光定量 PCR分析 ZmCKS2基因在不同逆境处理下的表达模式
Fig. 8 Expression levels of ZmCKS2 under each treatment by real-time quantitative PCR
X轴表示处理后取样时间点, Y轴表示相对表达水平。0 h是对照, 其相对表达量定义为 1。
The X axes are treatment time points and the Y axes are scales of relative expression level. The transcript level at 0 h time point (untreated)
was used as the calibrator and was given as 1.

莉酸甲酯处理上调表达, 受冷胁迫和外源 ABA处理
下调表达。说明该基因可能在玉米应答逆境胁迫过
程中起重要作用。
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科学出版社生物分社新书推介
《进化》
(英)巴顿 等著; 宿兵 等译
978-7-03-027175-4 ￥168.00元（含光盘） 2010年 4月出版

本书是一部全面、系统介绍进化生物学的教科书。本书的作者均是多年
从事进化生物学研究并对本领域有卓越贡献的欧美学者。本书涵盖了进化生
物学的产生和发展的历史, 从西方早期的自然神学到达尔文的进化论。本书
介绍了进化生物学的重要科学问题和相应的研究领域, 如生命的起源、物种
形成与生命多样性产生的机制、体制发育的进化、突变和遗传重组、DNA和
蛋白质的变异、生命复杂性状的遗传基础、自然选择在分子水平的作用机制、
进化中的冲突与合作、进化中新性状的产生以及人类起源和进化的历史等。
本书的讲述深入浅出并提供了大量实际研究的例证和精美直观的图表。本书
适合于作为本科生和研究生的专业教材, 同时也是从事生命科学研究的学者
不可多得的参考书。


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