脱落酸(abscisic acid，ABA)是一种重要的植物激素，在植物生长发育中以及植物应对各种环境胁迫反应中起重要作用。钙依赖蛋白激酶(calcium-dependent proteinkinases，CDPKs)，是在植物中首先发现的一种钙依赖型蛋白激酶，可以直接被钙离子信号激活，在植物生长发育和适应逆境过程中起重要的调节作用。越来越多的证据表明，在植物碳氮代谢、离子和水分跨膜运输、细胞骨架调节、气孔运动调节、生长发育调节以及生物、非生物胁迫应答反应中均有CDPKs的参与。　　 本实验研究参与ABA信号途径的玉米CDPK。首先运用生物信息学和RT-PCR技术在玉米幼苗叶片中克隆出一个钙依赖蛋白激酶:ZmCPK11。氨基酸序列比较显示与AtCPK4，AtCPK6，AtCPK11同源性较高，均不低于60％。生物信息学分析结果表明，ZmCPK11编码产物为511个氨基酸，分子量为56.21kD，等电点为4.97。对ZmCPK11编码蛋白的结构功能域分析发现，与典型CDPK蛋白激酶一样，ZmCPK11也含有1个蛋白激酶结合区和4个EF手型结构钙结合区。运用半定量实验证明ZmCPK11基因受ABA与H2O2诱导。亚细胞定位实验表明ZmCPK11定位于细胞核与细胞质中。　　 运用半定量和定量RT-PCR的方法确定了10 mM H2O2、100μM ABA、10mMCaCl2、10％ PEG(PEG6000)均可诱导玉米中的ZmCPK11基因上调。ABA和H2O2处理后，玉米叶片中ZmCPK11基因转录水平与对照组相比，出现快速、瞬时的上调。Western-blot实验表明，10 mM H2O2、100μM ABA、10mM CaC12均诱导ZmCPK11蛋白水平的持续时间较长的上调。免疫共沉淀激酶活性反应表明ZmCPK11活性也被10 mM H2O2、100μM ABA、10mM CaCl2激活。并且CaC12诱导较早，H2O2与ABA诱导随后。抑制剂实验表明:ABA合成抑制剂fluridone干扰了PEG对ZmCPK11基因表达的诱导，再外源施加ABA又能诱导ZmCPK11基因表达上调。H2O2清除剂DMTU、CAT，NADPH氧化酶抑制剂DPI处理后，降低了ABA对ZmCPK11基因和ZmCPK11活性的诱导。与本实验室之前的研究:信号转导的方向是从PEG到ABA再到H2O2的结果一致。　　 为了进一步研究ZmCPK11的功能，构建了ZmCPK11基因的过表达载体。运用原生质体瞬时表达体系，发现过表达ZmCPK11基因可以明显提高SOD和APX酶的活性。而沉默了ZmCPK11基因，SOD和APX的活性显著下降。经ABA处理后，SOD和APX的活性略有上升，实验结果表明ZmCPK11参与了ABA诱导的抗氧化防护，在其中发挥重要作用，对植物增强抗氧化防护，提高抵御非生物胁迫的能力有重要意义。　　 本文试图探讨ZmCPK11与ZmMPK5在ABA信号通路中的关系。首先进行的抑制剂试验表明:CDPK抑制剂TFP，钙离子螯合剂EGTA处理后，ABA诱导的ZmMPK5基因表达和ZmMPK5活性与对照相比均无明显上调;而MAPKK抑制剂PD98059，U0126处理后，ZmCPK11基因表达和ZmCPK11活性与对照相比没有明显变化。原生质体基因沉默实验显示:沉默ZmCPK11可以抑制ZmMPK5基因表达和ZmMPK5活性的诱导;而沉默ZmMPK5对ABA诱导的ZmCPK11基因表达和ZmCPK11活性没有显著影响。在原生质体中过表达ZmCPK11和ZmMPK5都可以诱导抗氧化防护酶的活性上升，沉默ZmMPK5阻止了过表达ZmCPK11引起的下游抗氧化防护反应，显示出ZmCPK11在ZmMPK5的上游。