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水稻的传粉与受精过程是水稻生活史中最复杂、最主要的发育过程之一。Ca2+介导的信号通路参与开花、花粉萌发和花粉管生长的调控。钙依赖性蛋白激酶是存在于高等植物体内的一类钙应答蛋白。因此，水稻钙依赖性蛋白激酶（CDPK）在水稻开花、传粉与受精调控机制中的研究具有重要意义。
本项研究基于水稻钙依赖性蛋白激酶家族组织特异性分析的结果，选取在水稻花器官中特异表达的OsCPK21基因为进一步研究对象，通过对OsCPK21的克隆、亚细胞定位研究及靶蛋白的筛选与鉴定，试图揭示该蛋白激酶在水稻传粉与受精过程中作用的分子机制。本实验研究结果如下：
1、以水稻花器官的RNA逆转产物为模板，分离水稻OsCPK21的cDNA序列。OsCPK21的cDNA序列中包含一个具有1698个核苷酸的ORF编码框，编码具有565个氨基酸、分子量约为62 kD的蛋白质。经蛋白质结构预测发现，OsCPK21为钙依赖性蛋白激酶。
2、将OsCPK21的ORF克隆至pET32原核表达载体进行表达纯化后，将融合蛋白进行体外磷酸化实验。结果显示在Ca2+存在时，OsCPK21能够利用觚P将CDPK的通用底物HistoneⅢs磷酸化：当有Ca2+鏊合剂EGTA存在时，OsCPK21不能利用ATP将CDPK的通用底物HistoneⅢs磷酸化，这些结果验证了OsCPK21具有Ca2+依赖性的激酶活性。
3、利用烟草叶肉原生质体，对OsCPK21-GFP重组蛋白进行瞬时表达亚细胞定位分析。结果表明OsCPK21-GFP定位于细胞质膜上，并且此定位依赖于OsCPK21 N端的膜锚定位点（十四烷基化位点和棕榈酰化位点）。
4、根据酵母双杂交初步筛选出的35个OsCPK21的互作蛋白，选择水稻电压依赖阴离子通道（VDAC）家族成员中的OsVDAC2作为进一步研究对象。通过体外磷酸化实验验证OsCPK21能够磷酸化OsVDAC2。VDAC存在于线粒体外膜及质膜上，介导细胞凋亡通路。