茶樹鈣調(diào)蛋白結(jié)合轉(zhuǎn)錄激活因子（CAMTA）家族基因鑒定與表達分析

摘要：為了解茶樹鈣調(diào)蛋白結(jié)合轉(zhuǎn)錄激活因子（calmodulin-binding transcription activator，CAMTA）家族成員的功能，探究其表達特性，利用生物信息學方法在茶樹全基因組中鑒定CsCAMTAs 基因，并對其理化性質(zhì)、基因結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)域、保守基序、系統(tǒng)進化、順式作用元件進行分析，利用qRT-PCR技術分析CsCAMTAs 在不同組織、不同激素處理和病菌脅迫下的表達情況。結(jié)果表明，在茶樹全基因組中共鑒定出10個CsCAMTAs 成員，共包含10個motifs，分布在6條染色體，均定位于細胞核。不同CsCAMTAs 基因差異較大，氨基酸數(shù)目為124～1 419個，編碼蛋白等電點為4.976～9.820，除1 個為弱疏水蛋白外，其他均為親水蛋白。系統(tǒng)進化分析將茶樹10 個CsCAMTAs 基因劃分為4個類群，有4個同源基因?qū)Γ椿驅(qū)υ诨蚪Y(jié)構(gòu)、保守結(jié)構(gòu)域、保守基序數(shù)量和相對位置等方面具有較高相似性。CsCAMTAs 啟動子區(qū)含有34個與光響應、激素誘導以及生物脅迫相關的順式作用元件。表達分析結(jié)果顯示，CsCAMTAs 在不同組織的表達有明顯差異，其中CsCAMTA1、3、4、7、8、10 在老葉中的表達水平較高；除CsCAMTA5 不受茉莉酸甲酯誘導外，其他CsCAMTAs 基因均受茉莉酸甲酯、脫落酸、水楊酸及茶輪斑病菌誘導表達，由此說明CsCAMTAs 不僅調(diào)控茶樹生長發(fā)育，還參與茶樹對病菌和激素的應答。

關鍵詞：茶樹；鈣調(diào)蛋白結(jié)合轉(zhuǎn)錄激活因子（CAMTA）；生物信息學分析；表達分析

doi：10.13304/j.nykjdb.2023.0591

中圖分類號：S571.1；Q78 文獻標志碼：A 文章編號：10080864（2025）03007112

鈣離子（Ca2+）是植物中廣泛存在的重要信使，介導多種信號轉(zhuǎn)導途徑，在植物脅迫響應和生長發(fā)育中具有重要作用[12]。鈣調(diào)蛋白（calmodulin，CaM）是最重要的一類Ca2+感受器，它自身沒有酶活性，一般通過Ca2+/CaM復合體來調(diào)控下游基因，與CaM結(jié)合的轉(zhuǎn)錄因子有很多，目前已鑒定出90多種，其中包括CAMTA、WRKY、MYB、NAC 和bZIP等[3-7]。

鈣調(diào)蛋白結(jié)合轉(zhuǎn)錄激活因子（calmodulinbinding transcription activator，CAMTA）作為 CaM 結(jié)合轉(zhuǎn)錄因子之一，廣泛存在于真核生物中，最早在煙草中被發(fā)現(xiàn)[2]。CAMTA由多基因家族編碼，且有多個功能保守結(jié)構(gòu)域，從N端到C端主要包括CG-1結(jié)構(gòu)域、TIG結(jié)構(gòu)域、ANK重復結(jié)構(gòu)域、IQ基序、CaMBD 結(jié)構(gòu)域[8-10]。植物CAMTA 基因可響應干旱[11-13]、鹽[1415]、低溫[16-18]等環(huán)境脅迫和脫落酸[19]、水楊酸[20]、乙烯[21]、生長素[22]等激素信號，在植物響應生物、非生物脅迫及生長發(fā)育過程發(fā)揮重要的調(diào)控作用[23]。不斷開發(fā)的生物信息學工具以及公開發(fā)布的基因組學數(shù)據(jù)使得許多植物基因家族被鑒定，目前擬南芥（Arabidopsis thaliana）[24]、大豆（Glycinemax）[25]、玉米（Zea mays）[26]、柑橘（Citrus sinensis 、Citrusclementina）[27]等多種植物的CAMTA基因被鑒定。

茶樹（Camellia sinensis）是我國重要的經(jīng)濟作物，作為多年生常綠木本植物，其在生長和發(fā)育過程中，常常遭受病蟲害、干旱、高溫、低溫等生物和非生物脅迫，影響其產(chǎn)量和品質(zhì)。本研究基于茶樹全基因組信息，利用生物信息學方法鑒定茶樹CsCAMTAs 家族基因，并對其染色體位置、基因結(jié)構(gòu)、保守結(jié)構(gòu)域、系統(tǒng)進化、啟動子元件及其蛋白的理化性質(zhì)、互作網(wǎng)絡進行系統(tǒng)分析，通過qRT-PCR分析CsCAMTAs 基因在茶輪斑病菌脅迫、不同激素處理下及不同組織中的表達，以期為茶樹 CAMTA 基因的功能開發(fā)與抗逆育種提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料及處理

以武夷學院茶樹種植資源圃種植的7年生舒茶早茶樹為試驗材料，對其嫩葉（1芽2葉）分別進行如下單因素處理：①分別用0.5 mmol·L-1水楊酸（salicylic acid，SA）、0.2% 茉莉酸甲酯（jasmonicacid methyl ester，MeJA）、50 μmol·L-1 脫落酸（abscisic acid，ABA）噴灑葉片正反面；②用OD=0.2的茶輪斑病菌CLBB1懸浮液在葉片主脈兩側(cè)各針刺2個孔。其中激素處理分別于0、3、6、12、24 h 取樣；病菌處理分別于0、24、48、72 h 取樣。取樣后置于液氮中速凍，-80 ℃保存?zhèn)溆谩８魈幚砭? h樣品為對照。另外于2022年10月28日取根、莖、嫩葉、老葉、花材料，置于液氮速凍，-80 ℃保存?zhèn)溆茫渲幸愿M織樣品為對照。

1.2 試驗方法

1.2.1 茶樹CsCAMTAs 家族基因鑒定和理化性質(zhì)分析 從茶樹基因數(shù)據(jù)庫TPIA（http：//tpia.teaplant.org/index.html）和tea PDGB （http：//eplant.njau. edu. cn/tea/index. html）下載所有注釋為CAMTA 的蛋白序列，從全基因組水平預測茶樹所有 CAMTA 基因家族成員。從PlantTFdb數(shù)據(jù)庫中下載擬南芥CAMTA 蛋白序列作為參考序列，采用blastp比對檢索同源基因，去除冗余后，利用NCBI 中的Batch CD-search（https：//www.ncbi.nlm.nih.gov/Structure/bwrpsb/bwrpsb.cgi）檢測是否含有CAMTA特征性結(jié)構(gòu)域，剔除不含特征性結(jié)構(gòu)域的假陽性基因[28]，將含有該家族典型結(jié)構(gòu)域的蛋白序列鑒定為茶樹CAMTA家族成員。利用在線工具Cell-PLoc 2.0（http：//www.csbio.sjtu.edu.cn/bioinf/Cell-PLoc-2/）進行CsCAMTAs蛋白亞細胞定位；利用EditSeq工具預測蛋白分子量以及等電點；利用ExPASy rotParam（https：//web.expasy.org/protparam/）預測蛋白的親疏水性；利用在線工具——德泰生物（detaibio.com）預測蛋白的信號肽。

1.2.2 CsCAMTAs 基因染色體定位、基因結(jié)構(gòu)、保守結(jié)構(gòu)域和motif的分析 利用 TBtools軟件繪制CsCAMTAs 染色體定位圖。根據(jù)CsCAMTAs 注釋信息，利用GSDS2.0（http：//gsds.gao-lab.org/）分析基因的結(jié)構(gòu)特征，并繪制相應的基因結(jié)構(gòu)圖。利用NCBI Batch CD-search 及SMART 在線網(wǎng)站對CsCAMTAs 編碼蛋白進行保守結(jié)構(gòu)域分析，然后用DOG2.0 對結(jié)果進行可視化展示。利用MEMESuite 5.4.1 （http：//meme-suite.org/tools/meme）分析保守基序（motif），設置motif的搜索數(shù)值為10，其他維持默認值，并下載保守基序信息，采用TBtools繪制保守基序圖。

1.2.3 CsCAMTAs 基因系統(tǒng)進化分析 從NCBI、Ensembl、JGI數(shù)據(jù)庫下載已鑒定的擬南芥、番茄、玉米、柑橘CAMTA蛋白序列，利用MEGA 7.0軟件中Muscle對5個物種的CAMTA 蛋白序列進行多重比對，采用鄰接法（neighbor-joining method，NJ）構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹，bootstrap 取1 000，其他參數(shù)默認。

1.2.4 CsCAMTAs 基因啟動子順式作用元件分析 截取CsCAMTAs 基因轉(zhuǎn)錄起始位點上游2 000 bp序列作為啟動子序列，提交至PlantCARE （http：//bioinformatics.psb.ugent.be/webtools/plantcare/html/）進行順式響應元件預測分析，并利用TBtools 軟件對預測結(jié)果進行可視化展示。

1.2.5 CsCAMTAs基因表達分析 采用多糖多酚植物RNA提取試劑盒（天根）提取樣品總RNA，電泳檢測后采用Go ScriptTM Reverse Transcription Mix（Promega）逆轉(zhuǎn)錄試劑盒，將樣品RNA 反轉(zhuǎn)錄成cDNA，-20 ℃保存?zhèn)溆谩＠?Primer Primer 5.0軟件對CsCAMTAs基因序列設計引物，詳見表1。所有引物均由上海生工生物有限公司合成。以cDNA為模板、茶樹CsGAPDHs 基因為內(nèi)參，利用 CFX96實時熒光定量PCR 儀（Bio-Rad）和SYBER GreenPCR Mix Kit（NovaBroteiu）檢測 CsCAMTAs 基因在不同組織及不同處理下的相對表達量，將對照基因的表達量定義為1個單位，采用2-△△ CT法[29]計算基因的相對表達量，每個樣品3 次重復。采用SPSS 19.0軟件對相對表達量進行方差分析，并通過TBtools軟件繪制基因相對表達量熱圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 茶樹CsCAMTAs 基因鑒定及理化性質(zhì)分析

基于茶樹全基因組數(shù)據(jù)綜合分析，共鑒定得到10 個茶樹CAMTA 家族基因，分別命名為CsCAMTA1～10（表2）。CsCAMTAs 編碼蛋白序列長度差異明顯，其中有4 個CsCAMTAs 基因（CsCAMTA1、4、7、10）編碼蛋白長度為124～325個氨基酸，分子量為14.29～36.55 kD，等電點8.722～9.820；有6 個CsCAMTAs 基因（CsCAMTA2、3、5、6、8、9）編碼蛋白長度為953～1 419 個氨基酸，分子量97.26～157.99 kD，等電點4.976～6.828，由此表明，大部分CsCAMTAs 基因的編碼蛋白為酸性蛋白。亞細胞定位及信號肽預測表明，CsCAMTAs蛋白均定位于細胞核且不含信號肽。除CsCAMTA10 蛋白呈微弱疏水性外，其余蛋白均為親水性蛋白。

2.2 CsCAMTAs 基因染色體定位、基因結(jié)構(gòu)和保守結(jié)構(gòu)域分析

染色體定位（圖1）顯示：10個CsCAMTAs 基因分布在茶樹的6條染色體，其中第11號染色體有3 個CsCAMTAs 基因；第7、第8 各有2 個；第1、第5、第6染色體各有1個。由此表明，CsCAMTAs 基因在染色體上的分布具有差異性和不均勻性。

由于內(nèi)含子位置及外顯子/內(nèi)含子的分布結(jié)構(gòu)在某些基因家族進化中起重要作用[30]，為此，利用GSDS分析了10個CsCAMTAs 基因的結(jié)構(gòu)，并繪制了相應基因結(jié)構(gòu)圖，如圖2所示。不同CsCAMTAs基因包含的內(nèi)含子數(shù)差異較大，在3～19個之間，CsCAMTTA4 和7 的內(nèi)含子數(shù)較少，均為3 個；CsCAMTA1、8 的內(nèi)含子數(shù)分別為4、8 個；其余CsCAMTAs 內(nèi)含子數(shù)均大于10個，其中CsCAMTA6的內(nèi)含子數(shù)最多，為19個。CsCAMTA4、7、10 基因不具備UTR（ untranslated region）結(jié)構(gòu)。同源基因?qū)sCAMTTA2 和9 的外顯子/內(nèi)含子結(jié)構(gòu)較為相似；CsCAMTTA3 與5、CsCAMTTA6 與8 靠3’端的外顯子/內(nèi)含子結(jié)構(gòu)也較為相似。

保守結(jié)構(gòu)域分析（圖3）顯示，除CsCAMTA8外，其余CsCAMTAs 均含有保守的CG-1結(jié)構(gòu)域，其中CsCAMTA1、4、7、10 只含有1個CG-1結(jié)構(gòu)域，不含其他結(jié)構(gòu)域； CsCAMTA2、3、5、6、8、9 還含有TIG結(jié)構(gòu)域和ANK重復結(jié)構(gòu)域，其中CsCAMTA3、5有2個ANK結(jié)構(gòu)域；另外，CsCAMTA2、3、5、9 含有IQ基序，CsCAMTA2、6、8 有CaMBD結(jié)構(gòu)域。綜上所述，同源基因?qū)sCAMTA2 與9、CsCAMTA3 與5、CsCAMTA6 與8 的保守結(jié)構(gòu)域較為相似。

2.3 CsCAMTAs 基因保守基序分析

為進一步了解茶樹CAMTA 蛋白結(jié)構(gòu)多樣性，利用MEME Suite 5.4.1對CsCAMTAs 基因保守基序進行分析，共鑒定出10個保守基序，命名為Motif 1～10（圖4、5），其氨基酸序列長度在29～50aa 之間。除CsCAMTA5 和8 不含Motif 1 外（序列為GSLFLFDRKVLRYFRKDGHN WRKKKDGKTVKEAHERLKVGNMEAJACYY），其他CsCAMTAs 基因均含有Motif 1，表明Motif 1 在CsCAMTAs 基因中較為保守。除CsCAMTA1、4、7、10 外，其他CsCAMTAs 基因均含有8個及以上基序，其中多數(shù)位于蛋白C端。CsCAMTA2、3、6、9 均含有Motif 1～10；且同源基因?qū)Φ谋Ｊ鼗蚰Ｊ捷^為相似，如CsCAMTA1 與10、CsCAMTA2 與9、CsCAMTA3 與5、CsCAMTA6 與8。10 個基序中，Motif 1、Motif 8 與CG-1結(jié)構(gòu)域相關；Motif 4、Motif 7與TIG結(jié)構(gòu)域相關；Motif 3、Motif 5與Ank-2結(jié)構(gòu)域相關；Motif 2、Motif 10與CaMBD、IQ結(jié)構(gòu)域有關；Motif 6功能未知，還有待進一步研究。

2.4 CsCAMTAs 基因系統(tǒng)進化分析

對茶樹CAMTA蛋白與來自擬南芥、番茄、玉米、柑橘的CAMTA蛋白序列進行系統(tǒng)進化分析，結(jié)果（圖6）顯示，50個CAMTAs 基因共劃分為6個亞組（GroupⅠ～GroupⅥ），茶樹的10個CsCAMTAs位于GroupⅡ和Group Ⅲ中，其中同源基因?qū)sCAMTA6、8 與擬南芥AtCAMTA1、2、3 聚在Group Ⅲ；CsCAMTA1、2、3、4、5、7、9、10 基因均聚在Group Ⅱ ，CsCAMTA3、5 分別與番茄的SlCAMTA1、2 聚在同一分支，推測CsCAMTAs 與番茄CAMTA 基因有較近的親源關系。

2.5 CsCAMTAs 啟動子順式作用元件分析

為更好地了解茶樹CAMTA 基因?qū)Νh(huán)境脅迫的響應，截取CsCAMTAs 基因轉(zhuǎn)錄起始位點上游2 kb區(qū)域作為啟動子區(qū)，利用PlantCARE在線軟件對其進行順式作用元件分析，結(jié)果（圖7）顯示，共鑒定出34個順式作用元件，其中光響應元件21個；激素響應元件9個；壓力響應元件4個。從各元件在基因中的分布來看，光響應元件G-Box分布在9個CsCAMTAs 基因中，元件數(shù)量達28個，其次是ARE（厭氧誘導元件antioxidant responseelement）、ABRE（脫落酸響應元件abscisic acidresponse element）、Box4（ 光響應元件lightresponsiveness element）、LTR（低溫響應元件lowtemperature responsiveness element），分布在8 個CsCAMTAs 基因中，元件數(shù)量分別為31、25、23、10個；激素響應元件CGTCA-motif（茉莉酸甲酯響應元件）與TGACG-motif（茉莉酸響應元件）在CsCAMTAs 基因中的分布和數(shù)量，與番茄中的結(jié)果一致[31]。不同CsCAMTAs 基因的激素響應元件在種類、數(shù)量上也有一定差異，CsCAMTA1 不含AuxRR（生長素響應元件）；CsCAMTA8 只含有1種赤霉素響應元件P-Box（1 個）和1 種ABRE 元件（3個）。在CsCAMTAs 基因中，檢測到4種壓力響應元件，其分布范圍較廣，在CsCAMTAs 中的占比達60%～80%，其中LTR 與ARE 元件分布于8 個CsCAMTAs 基因，ARE元件的數(shù)量最多，達31個；MBS（MYB in drought）與TC 富集重復序列（防御與脅迫響應元件）分布于6個CsCAMTAs 基因，這些元件對于植物抵御逆境脅迫起重要作用。綜上， CsCAMTAs 在光響應、激素誘導以及低溫脅迫等過程中具有重要作用。

2.6 不同組織CsCAMTAs 基因表達分析

熒光定量PCR 分析結(jié)果（ 圖8）表明，CsCAMTA1 在花中不表達；CsCAMTA1、3、4、7、8、10 在老葉中的相對表達量較高，分別為根的3.41、30.86、70.15、60.66、3.20、66.39倍，顯著高于其他組織；CsCAMTA2、5 在莖中的相對表達量較高，分別為根的3.04、1.77倍；CsCAMTA6 在不同組織中均有表達，且不同組織中的表達量差異較小；CsCAMTA9 在莖、嫩葉、老葉、花中表達量顯著低于根。綜上所述，CsCAMTAs 基因表達具有組織特異性，不同CsCAMTAs 基因調(diào)控組織發(fā)育的模式及機制可能存在差別。

2.7 不同處理下CsCAMTAs 基因表達分析

CsCAMTAs 基因在不同激素（ABA、MeJA、SA）以及茶輪斑病菌（CLBB1）處理下的表達模式如圖9 所示。ABA 誘導下，在處理3 h 時除CsCAMTA6、9 表達量輕微上調(diào)外，其他CsCAMTAs基因的表達量均下調(diào)；在處理6 和12 h 時CsCAMTA1～10 的表達量均明顯上調(diào)，其中CsCAMTA3、4、5、9、10 在6 h時出現(xiàn)峰值，其相對表達量分別為0 h的312.84、261.79、49.07、54.82、104.75 倍，CsCAMTA1、2、7、8 的表達峰值出現(xiàn)在12 h時，其相對表達量分別為0 h的62.83、88.72、173.17、5.65 倍；在處理24 h 時CsCAMTAs 基因的相對表達量較12 h時顯著下調(diào)。

MeJA 誘導下，CsCAMTA1、3、4、7、10 的表達量變化趨勢較為相似，呈下降-上升-下降-上升的“W”型變化趨勢，均在3和12 h時表達量下調(diào)，在6 和24 h 時表達量顯著上調(diào)；CsCAMTA2、8 在6、24 h時輕微表達上調(diào)，而在其他時間均出現(xiàn)不同程度下調(diào)；CsCAMTA5 在整個處理過程中均為不同程度下調(diào)；CsCAMTA6 在處理3 h表達量上調(diào)，但幅度較小，在處理24 h 時表達量下調(diào)；CsCAMTA9 在3 h表達量下調(diào)，隨著處理時間的延長表達量明顯上調(diào)。

在SA 誘導下，除CsCAMTA2、8、10 在處理24 h及CsCAMTA5 在處理3和24 h時表達量下調(diào)外，CsCAMTA2、5、8、10 在其他時間點以及其他CsCAMTAs 基因表達量均顯著上調(diào)，其中CsCAMTA8 在處理3 h時出現(xiàn)表達峰值，為0 h的8.13倍；CsCAMTA1、2、3、5、9、10 均在處理6 h時出現(xiàn)峰值，表達量分別為0 h的27.06、164.23、90.92、5.29、46.31、89.10倍；CsCAMTA4、6、7 在處理12 h出現(xiàn)峰值，表達量分別為0 h 的81.32、9.40、231.38倍。

在CLBB1針刺處理下，除CsCAMTA5、9 在處理24 h時表達量下調(diào)外，其余均呈不同程度上調(diào)，其中CsCAMTA1、2、3、4、5、7、10 在處理48 h時顯著上調(diào)，表達量分別為0 h 的13.29、5.85、7.94、775.21、3.94、57.60、173.16 倍；在處理72 h 時，僅CsCAMTA2、5 表達下調(diào)，其他CsCAMTA 基因上調(diào)表達。

綜上所述，除CsCAMTA5 不受MeJA 誘導外，其他CsCAMTA 基因均不同程度地受MeJA、ABA、SA及病菌CLBB1誘導，表明CsCAMTAs 在響應生物脅迫應答和激素信號轉(zhuǎn)導中發(fā)揮著重要作用。

3 討論

基于茶樹全基因組信息，Li等[32]、Zhou等[33]對CAMTA 基因家族進行了鑒定，但由于標準不同，所得家族成員數(shù)存在差異。CAMTA 基因有多個功能保守結(jié)構(gòu)域，本研究參照吳嫻[34]在小麥上的鑒定標準，按照只要擁有其中1個典型保守結(jié)構(gòu)域的序列都鑒定為茶樹CAMTA 成員（CsCAMTAs）的標準，共鑒定出10個茶樹CAMTA 基因，將其分別命名為CsCAMTA1～10，即CsCAMTA 基因數(shù)量與葡萄中一致[35]，高于香蕉[36]、擬南芥[37]、水稻[38]、芒果[39]，但低于大豆[25]、番茄[31]、甘藍型油菜[40]。10個CsCAMTAs 基因分布在6條染色體上，不同基因大小差異較大，編碼蛋白的氨基酸數(shù)為124～1 419aa，與柑橘[27]、芒果[39]等相似。除CsCAMTA10 蛋白外，其他均屬于親水蛋白，與Kakar等[41]的研究結(jié)果一致。分子量較小的CsCAMTA1、4、7、10蛋白的等電點為8.722～9.820，均為堿性蛋白，占比40%，與Yang等[42]研究結(jié)果一致。不同CsCAMTAs基因的結(jié)構(gòu)差異也較大，特別是內(nèi)含子數(shù)量（3～19），但同源基因?qū)Φ耐怙@子/內(nèi)含子結(jié)構(gòu)具有較高的相似性，表明茶樹同橡樹[28]、毛果楊[43]、玉米[26]和木薯[44] 等物種一樣基因結(jié)構(gòu)具有較高的保守性。保守結(jié)構(gòu)域預測分析發(fā)現(xiàn)，CsCAMTAs 有1～5個高度保守的功能結(jié)構(gòu)域，除CsCAMTA8 外，其他CsCAMTA 基因均含有CG1 結(jié)構(gòu)域，其中CsCAMTA1、4、7、10 僅含有1個CG1結(jié)構(gòu)域，其他均含3個及以上CG1結(jié)構(gòu)域，且均含有TIG結(jié)構(gòu)域，這與Rahman等[45]研究結(jié)果類似。另外，親緣關系更近的同源基因?qū)ΤＪ亟Y(jié)構(gòu)域較為相似外，保守基序模式也高度相似。因此，推測CAMTAs 基因生物學功能多樣化的內(nèi)在原因是由于基因結(jié)構(gòu)的差異，但親緣關系較近的同源基因?qū)υ诨蚪Y(jié)構(gòu)、保守結(jié)構(gòu)域、保守基序上相似性較高，與Schweighofer等[46]在擬南芥中的結(jié)果一致。

CAMTA 基因的表達與植物生長和發(fā)育有關。擬南芥AtCAMTA1 和5 在花粉發(fā)育過程都有表達，且AtCAMTA1 在花粉發(fā)育過程中特異性表達[47]。Yang等[48]研究發(fā)現(xiàn)，番茄7個CAMTA/SR 基因在果實發(fā)育和成熟過程中差異性表達，其在番茄果實發(fā)育與成熟中起重要作用。本研究表明，茶樹不同CsCAMTAs基因在根、莖、嫩葉、老葉、花等組織中的表達模式存在差異，這與Li等[32]、Zhou等[33]研究結(jié)果一致，且這種差異表達模式在柑橘[27]、蒺藜苜蓿[49]、油菜[40] 中也有類似的發(fā)現(xiàn)。由此說明，CsCAMTAs 基因參與了茶樹的生長和發(fā)育，但不同成員的作用存在一定差異。關于CsCAMTAs 參與調(diào)控茶樹生長發(fā)育的，仍需進一步研究。

CAMTA 基因除與植物生長發(fā)育有關，同時還參與多種生物、非生物脅迫響應。研究表明，CAMTA 基因在冷、干旱、病原菌、生長素、水楊酸、脫落酸和茉莉酸誘導下表達量發(fā)生變化[14，16，50-52]。本研究分析了CsCAMTA1～10 在激素誘導和生物脅迫下的表達特性，也得到了相似的結(jié)果，除CsCAMTA5 不受MeJA 誘導外，其他CsCAMTAs 基因均不同程度受MeJA、ABA、SA及病菌CLBB1的誘導。對CsCAMTAs 基因的啟動子分析發(fā)現(xiàn)，啟動子區(qū)包含34種與壓力、激素以及光響應相關的順式作用元件，如ABRE、LTR、MBS、CGTCAmotif、TGACG-motif 等。由此表明，CsCAMTAs 在響應生物脅迫應答、激素信號轉(zhuǎn)導以及茶樹生長發(fā)育過程中發(fā)揮著重要作用。

參考文獻

［1］ KUDLA J， BATISTIC O， HASHIMOTO K. Calcium signals：

the lead currency of plant information processing [J]. Plant

Cell， 2010， 22（3）：541-563

［2］ DODD A N，KUDLA J，SANDERS D. The language of calcium

signaling [J]. Annu. Rev. Plant Biol.， 2010， 61 （1）：593-620.

［3］ KIM Y， GILMOUR S J， CHAO L， et al .. Arabidopsis CAMTA

transcription factors regulate pipecolic acid biosynthesis and

priming of immunity genes [J]. Mol. Plant， 2019， 13（1）：

157-168.

［4］ LORENZO O. bZIP edgetic mutations： at the frontier of plant

metabolism， development and stress trade-off [J]. J. Exp. Bot.，

2019， 70（20）：5517-5520.

［5］ PEI J， FLIEDER D B， PATCHEFSKY A， et al .. Detecting MYB

and MYBL1 fusion genes in tracheobronchial adenoid cystic

carcinoma by targeted RNA-sequencing [J]. Mod. Pathol.，

2019， 32（10）：1416-1420.

［6］ ZHU D， HOU L X， XIAO P L， et al .. VvWRKY30， a grape

WRKY transcription factor， plays a positive regulatory role

under salinity stress [J]. Plant Sci.， 2019， 280：132-142.

［7］ YANG Y， YOO C G， ROTTMANN W， et al .. PdWND3A， woodassociated

NAC domain-containing proteina， affects lignin

biosynthesis and composition in populus [J/OL]. BMC Plant

Biol.， 2019， 19： 486 [2023-07-05]. https：//doi.org/10.1186/

s12870-019-2111-5.

［8］ BOUCHE N， SCHARLAT A， SNEDDEN W， et al .. A novel

family of calmodulin-binding transcription activators in

multicellular organisms [J]. J. Biol. Chem.， 2002， 277 （24）：

21851-21861.

［9］ CHOI M S， KIM M C， YOO J H， et al .. Isolation of a

calmodulin-binding transcription factor from rice （Oryza sativa

L.） [J]. J. Biol. Chem.， 2005， 280（49）：40820-40831.

［10］ POOVAIAH B W， DU L Q， WANG H Z， et al .. Recent

advances in calcium/calmodulin-mediated signaling with an

emphasis on plant-microbe interactions [J]. Plant Physiol.，

2013， 163 （2）：531-542.

［11］ 李卉梓.SlGLRs 和SlCaMs 在調(diào)控番茄低溫抗性中的機制研

究[D].杭州：浙江大學， 2019.

LI H Z. Roles and mechanisms of SlGLRs and SlCaMs

regulated cold tolerance in tomato [D]. Hangzhou： Zhejiang

University， 2019.

［12］ MEER L， MUMTAZ S， LABBO A M， et al .. Genome-wide

identification and expression analysis of calmodulin-binding

transcription activator genes in banana under drought stress [J].

Sci. Hortic.， 2019， 244：10-14.

［13］ NOMAN M， JAMEEL A， QIANG W D， et al .. Overexpression

of GmCAMTA12 enhanced drought tolerance in Arabidopsis

and soybean [J/OL]. Int. J. Mol. Sci.， 2019， 20（19）：4849 [2023-

07-05]. https：//doi.org/10.3390/ijms20194849.

［14］ PRASAD K V S K， ABDEL-HAMEED A A E， XING D H， et al ..

Global gene expression analysis using RNA-seq uncovered a new

role for SR1/CAMTA3 transcription factor in salt stress [J/OL].

Sci. Rep.， 2016， 6：27021 [2023-07-05]. https：//doi.org/10.1038/

srep27021.

［15］ 褚桂花.番茄SR/CAMTA 轉(zhuǎn)錄因子家族基因SlSR4 的克隆

與功能研究[D].重慶：重慶大學，2015.

CHU G H. Cloning and functional research of tomato SR/

CAMTA family gene SlSR4 [D]. Chongqing： Chongqing University，

2015.

［16］ DOHERTY C J， VAN BUSKIRK H A， MYERS S J， et al ..

Roles for Arabidopsis CAMTA transcription factors in cold

regulated gene expression and freezing tolerance [J]. Plant

Cell， 2009， 21（3）：972-984.

［17］ 王晴晴.油菜CAMTA1參與冷脅迫應答的功能研究[D].武

漢：華中師范大學，2013.

WANG Q Q. Role of Brassica napus CAMTA1 protein in

response to cold stress [D]. Wuhan： Huazhong Normal

University， 2013.

［18］ KIM Y S， AN C， PARK S， et al .. CAMTA-mediated regulation

of salicylic acid immunity pathway genes in Arabidopsis

exposed to low temperature and pathogen infection [J]. Plant

Cell， 2017， 29 （10）：2465-2477.

［19］ PANDEY N， RANJAN A， PANT P， et al .. CAMTA1 regulates

drought responses in Arabidopsis thaliana [J/OL]. BMC

Genomics， 2013， 14： 216 [2023-07-05]. https：//doi.org/10.1186/

1471-2164-14-216.

［20］ DU L Q， ALI G S， SIMONS K A， et al .. Ca2+/calmodulin

regulates salicylic-acid-mediated plant immunity [J]. Nature，

2009， 457（7233）：1154-1158.

［21］ YANG T， POOVAIAH B W. An early ethylene up-regulated

gene encoding a calmodulin-binding protein involved in plant

senescence and death [J]. J. Biol. Chem.， 2000， 275（49）：38467-

38473.

［22］ GALON Y， ALONI R， NACHMIAS D， et al .. Calmodulinbinding

transcription activator 1 mediates auxin signaling and

responds to stresses in Arabidopsis [J]. Planta， 2010， 232（1）：

165-178.

［23］ GU J M， WANG C Y， WANG F， et al .. Roles of CAMTA/SR in

plant growth and development and stress response [J]. Acta

Hortic. Sin.， 2021， 48（4）：613-631.

［24］ BOUCHE N， SCHARLAT A， SNEDDEN W， et al .. A novel

family of calmodulin-binding transcription activators in

multicellular organisms [J]. J. Biol. Chem.， 2002， 277（24）：

21851-21861.

［25］ WANG G P， ZENG H Q， HU X Y， et al .. Identification and

expression analyses of calmodulin-binding transcription activator

genes in soybean [J]. Plant Soil， 2015， 386：205-221.

［26］ YUE R Q， LU C X， SUN T， et al .. Identification and

expression profiling analysis of calmodulin-binding

transcription activator genes in maize （Zea mays L.） under

abiotic and biotic stresses [J/OL]. Front. Plant Sci.， 2015， 6：

576 [2023-07-05]. https：//doi.org/10.3389/fpls.2015.00576.

［27］ 張靜.柑橘CAMTA 基因家族的鑒定與功能的初步研究[D].

重慶：西南大學， 2019.

ZHANG J. Identification and functional analysis of citrus

CAMTA genes [D]. Chongqing： Southwest University， 2019.

［28］ 林顯祖，肖小虎，陽江華，等.巴西橡膠樹CAMTA 轉(zhuǎn)錄因子全

基因組鑒定與表達分析[J]. 熱帶作物學報，2021，42（10）：

2859-2868.

LIN X Z， XIAO X H， YANG J H， et al .. Genome-wide

identification and expression analysis of the CAMTA family in

rubber tree （Hevea brasiliensis） [J]. Chin. J. Tropic. Crops，

2021， 42（10）：2859-2868.

［29］ LIVAK K J， SCHMITTGEN T D. Analysis of relative gene

expression data using real-time quantitative PCR and the

2?ΔΔCT method [J]. Methods， 2001， 25（4）：402-408.

［30］ DEL CAMPO E M， CASANO L M， BARREO E. Evolutionary

implications of intron-exon distribution and the properties and

sequences of the RPL10A gene in eukaryotes [J]. Mol.

Phylogenet. Evol.， 2013， 66（3）：857-867.

［31］ 王寶強，朱曉林，魏小紅，等. 番茄鈣調(diào)蛋白結(jié)合轉(zhuǎn)錄因子

CAMTA家族基因的鑒定及其低溫脅迫下表達模式的分析[J].

農(nóng)業(yè)生物技術學報，2021，29（5）：871-884.

WANG B Q， ZHU X L， WEI X H， et al .. Identification of

calmodulin-binding transcription factor CAMTA gene family

and its expression analysis under low-temperature stress in

tomato （Solanum lycopersicum） [J]. J. Agric. Biotechnol.， 2021，

29（5）：871-884.

［32］ LI B， HE S， ZHENG Y Q， et al .. Genome-wide identifcation

and expression analysis of the calmodulin-binding transcription

activator （CAMTA） family genes in tea plant [J/OL]. BMC

Genomics， 2022， 23：667 [2023-07-05]. https：//doi.org/10.1186/

s12864-022-08894-x.

［33］ ZHOU Q Y， ZHAO M W， XING F， et al .. Identification and

expression analysis of CAMTA Genes in tea plant reveal their

complex regulatory role in stress responses [J/OL]. Front. Plant

Sci.， 2022， 13：910768 [2023-07-05]. https：//doi.org/10.3389/

fpls.2022.910768.

［34］ 吳嫻.小麥CAMTA 基因家族鑒定及TaCAMTA1b-B.1功能驗

證[D].荊州：長江大學，2022.

WU X. Genome-wide identification of CAMTA gene families in

wheat （Triticum asetivum L.） and functional analysis of

TaCAMTA1b-B.1 [D]. Jingzhou：Yangtze University， 2022.

［35］ SHANGGUAN L F， WANG X M， LENG X P， et al ..

Identification and bioinformatic analysis of signal responsive/

calmodulin-binding transcription activators gene models in

Vitis vinifera [J]. Mol. Biol. Rep.， 2014， 41（5）：2937-2949.

［36］ MEER L， MUMTAZ S， LABBO A M， et al .. Genome-wide

identification and expression analysis of calmodulin-binding

transcription activator genes in banana under drought stress [J].

Sci. Hortic.， 2019， 244：10-14.

［37］ BOUCHE N， SCHARLAT A， SNEDDEN W， et al .. A novel

family of calmodulin-binding transcription activators in

multicellular organisms [J]. J. Biol. Chem.， 2002， 277（24）：

21851-21861.

［38］ CHOI M S， KIM M C， YOO J H， et al .. Isolation of a

calmodulin-binding transcription factor from rice （Oryza sativa

L.） [J]. J. Biol. Chem.， 2005， 280（49）：40820-40831.

［39］ 劉志鑫，孫宇，葉子，等.杧果鈣調(diào)蛋白轉(zhuǎn)錄激活因子基因家

族的鑒定及分析[J].果樹學報，2021，38（8）：1252-1263.

LIU Z X， SUN Y， YE Z， et al .. Identification and analysis of

calmodulin-binding transcription activator gene family in

mango [J]. J. Fruit Sci.， 2021， 38（8）：1252-1263.

［40］ RAHMAN H， XU Y P， ZHANG X R， et al .. Brassica napus

genome possesses extraordinary high number of CAMTA genes

and CAMTA3 contributes to pamp triggered immunity and

resistance to Sclerotinia sclerotiorum [J/OL]. Front. Plant. Sci.，

2016， 7：581 [2023-07-05]. https：//doi.org/10.3389/fpls.2016.00581.

［41］ KAKAR K U， NAWAZ Z， CUI Z Q， et al .. Evolutionary and

expression analysis of CAMTA gene family in Nicotiana

tabacum yielded insights into their origin， expansion and stress

responses [J/OL]. Sci. Rep.， 2018， 8（1）： 10322 [2023-07-05].

https：//doi.org/10.1038/s41598-018-28148-9.

［42］ YANG F， DONG F S， HU F H， et al .. Genome-wide

identification and expression analysis of the calmodulinbinding

transcription activator （CAMTA） gene family in wheat

（Triticum aestivum L.） [J/OL]. BMC Genetics， 2020， 21： 105

[2023-07-05]. https：//doi.org/10.1186/s12863-020-00916-5.

［43］ WEI M， XU X M， LI C H. Identification and expression of

CAMTA genes in Populus trichocarpa under biotic and abiotic

stress [J/OL]. Sci. Rep.， 2017， 7（1）： 17910 [2023-07-05]. https：//

doi.org/10.1038/s41598-017-18219-8.

［44］ CHANG Y L， BAI Y J， WEI Y X， et al .. CAMTA3 negatively

regulates disease resistance through modulating immune response

and extensive transcriptional reprogramming in cassava [J]. Tree

Physiol.， 2020， 40（11）：1520-1533.

［45］ RAHMAN H， YANG J， XU Y P， et al .. Phylogeny of plant

CAMTAs and role of AtCAMTAs in nonhost resistance to

Xanthomonas oryzae pv. Oryzae [J/OL]. Front. Plant Sci.， 2016，

7：177 [2023-07-05]. https：//doi.org/10.3389/fpls.2016.00177.

［46］ SCHWEIGHOFER A， HIRT H， MESKIENE I. Plant PP2C

phos-phatases： emerging functions in stress signaling [J].

Trends Plant Sci.， 2004， 9（5）：236-243.

［47］ 劉文宇，杜何為，黃敏.玉米CAMTA 基因家族的全基因組分

析[J].分子植物育種，2021，19（11）：3499-3505.

LIU W Y， DU H W， HUANG M. Genome-wide analysis of the

CAMTA gene family in maize （Zea mays L.） [J]. Mol. Plant

Breeding， 2021， 19（11）：3499-3505.

［48］ YANG T B， PENG H， WHITAKER B D， et al .. Characterization

of a calcium/calmodulin-regulated SR/CAMTA gene family

during tomato fruit development and ripening [J/OL]. BMC

Plant Biol.， 2012， 12：19 [2023-07-05]. https：//doi.org/10.1186/

1471-2229-12-19.

［49］ YANG Y J， SUN T， XU L Q， et al .. Genome-wide identification

of CAMTA gene family members in Medicago truncatula and

their expression during root nodule symbiosis and hormone

treatments [J/OL]. Front. Plant Sci.， 2015， 6：459 [2023-07-05].

https：//doi.org/10.3389/fpls.2015.00459.

［50］ IQBAL Z， IQBAL M S， SINGH S P， et al .. Ca2+/calmodulin

complex triggers CAMTA transcriptional machinery under stress

in plants： signaling cascade and molecular regulation [J/OL].

Front. Plant Sci.， 2020， 11：598327 [2023-07-05]. https：//doi.org/

10.3389/fpls.2020.598327.

［51］ REDDY A S N， ALI G S， CELESNIK H， et al .. Coping with

stresses： roles of calcium- and calcium/calmodulin-regulated

gene expression [J]. Plant Cell， 2011， 23（6）：2010-2032.

［52］ DU L Q， ALI G S， SIMONS K A， et al .. Ca2+/calmodulin

regulates salicylic-acid-mediated plant immunity [J]. Nature，

2009， 457（7233）：1154-1158.