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钙调磷酸酶B类蛋白(calcineurin B-like proteins,CBLs)是近年来从拟南芥中克隆出来的一类植物所特有的Ca2+感受器,因与动物的钙调磷酸酶B亚基(calcineurin B,CNB)及中枢神经钙感受器(neuronal calcium sensor,NCS)极其相似所以这样命名;CBLs作为钙离子感受器,在结合钙信号、传递信号而使植物产生适应性调节方面起了重要作用。近年来,CBL-CIPK信号系统在模式植物中研究的较多,取得了可喜进展。目前已鉴定出响应多种胁迫的CBL-CIPK调控途径。但CBL-CIPK如何响应干旱胁迫的调控机制仍然不清楚,以及在高盐胁迫下CBL-CIPK如何协同调控K+/Na+平衡还不能够完全解释。此外,目前对于CBL的研究主要集中在拟南芥和水稻上,其他植物上的研究相对较少。野大麦(Hordeum brevisubulatum 是禾本科小麦族中一种多年生兼性的优良牧草,在长期进化过程中演化形成了特殊的感知和适应逆境胁迫的机制,具有重要的研究和应用价值。挖掘野大麦HbCBL麦基因并进行功能研究可以为粮食作物抗逆转基因育种提供潜在的有效候选基因。本研究从野大麦中克隆5个CBLs基因,命名为HbCBL3、HbCBL4、HbCBL8、HbCBL9和HbCBL10,并对部分基因在逆境胁迫下的响应、亚细胞定位及功能等方面进行了分析。主要研究工作与结果如下:(1)克隆HbCBLs基因并对其进行序列分析:从野大麦的cDNA中克隆得到HbCBL3、HbCBL4、HbCBL9 和 HbCBL10 全长 cDNA,还有HbCBL8的部分EST 序列。HbCBL3、HbCBL3、HbCBL9和HbCBL10均具有CBL 特有的Ca2+结合位点,即EF手臂;HbCBL4和HbCBL9在N端具有N-豆蔻酰化位点。(2)HbCBLs在不同胁迫处理下的表达分析:在350 mM NaCl处理6 h后,HbCBL4和HbCBL10在野大麦根中的表达量剧烈增加;4℃冷处理12 h后HbCBL4在根中的表达量也显著上升;而其它基因在高盐、模拟干旱和低温条件下表达量均无明显变化,表明HbCBL4和HbCBL10可能参与野大麦逆境胁迫应答。(3)通过构建HbCBLs与GFP基因的融合表达载体,利用拟南芥原生质体转化的方法,激光共聚焦显微镜观察,表明HbCBL4定位在质膜上。(4)为了探索HbCBLs的生物学功能,构建超表达载体,农杆菌介导转化野生型和突变体拟南芥,获得了多个转基因株系。通过不同浓度的NaCl处理下,发现转基因突变株都能够表现出一定的耐盐性。