柿属植物 (Diospyros) 广泛分布于热带和亚热带地区，包括500多个种，是最大的被子植物属之一。油柿 (Diospyros oleifera) 为二倍体柿属植物，具有卓著的抗生物/非生物胁迫性能，被认为是柿属植物研究的模式植物。目前油柿基因组及开发的数据库已发布，并提供数据下载、Blast、基因检索等服务。

油柿 (2n=2x=30) 基因组由浙江大学、中国林业科学研究院亚热带林业研究所等单位共同完成，通过整合 Illumina 测序、单分子实时测序和高通量染色体构象捕获技术获得，包括 849.53 Mb 数据量，其中94.14% (799.71 Mb) 靶向到15条染色体 (图1)。以 Diospyros oleifera 基因组为参考，SLAF-seq 揭示油柿是栽培柿品种的遗传进化祖先之一。

图1. 柿同源基因组模块[1]。

研究内容 

近日，中国林科院亚林所龚榜初研究员团队基于油柿基因组数据库，聚焦编码 CBL-CIPK 蛋白复合体的基因家族成员，解析其进化关系及表达模式，为柿属植物的遗传育种工作提供候选靶标基因。

CBL 蛋白 (Calcineurin B-like proteins) 与 CBL 互作蛋白激酶 (Calcineurin B-like Protein-interacting Protein Kinases, CIPK) 形成的蛋白复合体，在植物经历机械刺激、病原体攻击、活性氧爆发，以及各种盐、干旱、高/低温胁迫时，参与多个信号转导途径，具有重要的生理意义。CBL 和 CIPK 蛋白序列中包含保守的结构域，例如 CBL 蛋白有4个保守的 EF-hands 结构域 (图2)，CIPK 蛋白则包含互作必需的特异性的 NAF/FISL 结构域等 (图3)。作者基于上述信息，利用油柿基因组数据库共鉴别出10个 DoCBL 和23个 DoCIPK 基因成员，发现它们定位于不同的染色体。

图2. DoCBL 进化及其基因结构分析。

图3. DoCIPK 进化及其基因结构分析。

DoCBLs 和 DoCIPKs 的基因表达模式具有组织特异性和发育阶段特异性，且多数成员的转录丰度受到 NaCl、干旱和 Ca(CO3)2 胁迫的诱导。综合各成员的表达模式和转录丰度，作者重点分析了 DoCBL5 和 DoCIPK05 细胞定位情况，发现均定位于细胞质膜上 (图4)，推测它们在植物发育和逆境响应过程中发挥重要作用。

图4. DoCBL5 和 DoCIPK05 亚细胞定位分析。

除上文提及的油柿基因组外，柿属植物基因组已陆续报道，这些工作为柿属植物基因挖掘提供了基础性平台，有助于柿属植物的科学研究及分子育种相关工作。

参考文献：

1. Zhu et al. The persimmon (Diospyros oleiferaCheng) genome provides new insights into the inheritance of astringency andancestral evolution. Horticulture Research, 2019, 6:138

原文出自 Horticulturae 期刊：

Liu, C.; Wang, Y.; Yao, J.; Yang, X.; Wu, K.; Teng, G.; Gong, B.; Xu, Y. Genome–Wide Investigation of the CBL–CIPK Gene Family in Oil Persimmon: Evolution, Function and Expression Analysis during Development and Stress. Horticulturae 2023, 9, 30.

撰稿人：殷学仁

专栏简介 

“晓果仁”专栏由 Horticulturae 期刊编委殷学仁教授 (浙江大学) 主持。该专栏旨在对 Horticulturae 期刊的典型论文进行点评与推荐，同时关注果树研究的最新进展。

专栏编辑

殷学仁 教授

浙江大学农业与生物技术学院

浙江大学农业与生物技术学院教授、博士生导师。曾先后承担国家自然科学基金 (优秀青年基金、面上项目、青年基金)、国家重点研发计划课题、公益性 (农业) 行业专项 (课题)、霍英东教育基金会青年教师基金、973计划 (子课题)、863计划 (子课题)、浙江省自然科学基金 (杰出青年基金)、教育部博士点基金等基金项目。

研究兴趣：果实发育与品质、果实采后生物学与技术、果树与环境响应、植物激素及其相互作用、分子生物学。

Horticulturae 期刊介绍

主编：Luigi De Bellis, University of Salento, Italy

期刊重点关注温带到热带园艺的所有领域以及相关学科，主题包括果树、蔬菜、花卉、苗圃和风景以及草药和香料作物等，研究涉及整个园艺供应链。

2021 Impact Factor：2.923

2021 CiteScore：1.8

Time to First Decision：14 Days

Time to Publication：35 Days