植物富含半胱氨酸類受體激酶家族研究進展

耿艷飛，呂明芳

(1.浙江農(nóng)林大學(xué) 農(nóng)業(yè)與食品科學(xué)學(xué)院，浙江 杭州 311300； 2.浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 病毒學(xué)與生物技術(shù)研究所，浙江 杭州310021)

細胞-細胞和細胞與環(huán)境之間的信息交流對于植物生長發(fā)育至關(guān)重要，外界信息通過系統(tǒng)的級聯(lián)反應(yīng)，將胞外信號傳導(dǎo)至胞內(nèi)，細胞迅速做出應(yīng)答[1-2]。類受體激酶(receptor-like kinase，RLK)是植物生長發(fā)育、激素信號傳遞、生物和非生物脅迫應(yīng)答中的信號分子。植物中至少有Ser/Thr和His兩種不同的類受體激酶，1990年在玉米(Zeamays)里面鑒定到第一個植物類受體激酶[3]。從結(jié)構(gòu)上看，典型的RLK包括信號肽(signal peptide)、保守的胞內(nèi)激酶結(jié)構(gòu)域(intracellular protein kinase domain)、跨膜結(jié)構(gòu)域(transmembrane domain)和感知信號的胞外結(jié)構(gòu)域(extracellular domain)，而RLK高度多樣的胞外結(jié)構(gòu)域通常作為RLK亞家族分類的依據(jù)。富含半胱氨酸類受體激酶(cysteine-rich receptor-like kinases，CRKs)的胞外結(jié)構(gòu)域包含DUF26，其作為植物類受體激酶的一個大家族，在感知逆境和植物生長發(fā)育過程中發(fā)揮著重要作用[1，4]。

1 富含半胱氨酸類受體激酶的結(jié)構(gòu)

CRK最早是從維管植物中鑒定發(fā)現(xiàn)的，也被稱為DUF26 RLKs。典型的CRK由信號肽、DUF26(又稱為stress-antifungal domain，在結(jié)構(gòu)域數(shù)據(jù)庫中的編號為PF01657)、跨膜結(jié)構(gòu)域和胞內(nèi)激酶結(jié)構(gòu)域組成(圖1)[1]。不同物種里CRK同源基因很多(表1)，CRK可能來源于富含半胱氨酸類受體分泌蛋白和富含亮氨酸重復(fù)序列類受體蛋白激酶(LRR-RLKs)的融合，而且主要通過部分重復(fù)和串聯(lián)重復(fù)的方式進化[5]。例如，擬南芥14個CRK分布在4號染色體[2]，海島棉(Gossypiumbarbadense)有11個CRK位于A06和D06染色體[6]，水稻中有30個CRK位于7號染色體(圖2)。這種串聯(lián)排列方式可能有利于基因重組并加速相關(guān)性狀的進化，對于遺傳多樣性和基因功能具有重要意義[5，7-9]。

1.1 胞外結(jié)構(gòu)域

含有DUF26結(jié)構(gòu)域的蛋白可以分為CRRSPs、PDLP、CRK。CRRSPs含有一個信號肽，一個DUF26(sd CRRSPs)或多個DUF26；PDLP含有一個信號肽，兩個DUF26，一個跨膜區(qū)；除去N-端信號肽，CRK的胞外結(jié)構(gòu)域一般含有一個或兩個保守的DUF26基序，保守的基序為C-X8-C-X2-C[1，5]。DUF26起源于分泌蛋白，是陸地植物所特有的。不同物種里的DUF26基序一般相同，比如小麥、二穗短柄草、水稻、玉米、擬南芥中均含有兩個DUF26基序，然而小麥和二穗短柄草的第一個基序為C-X9-C-X2-C，水稻、玉米、擬南芥里第一個基序為C-X8-C-X2-C(圖3)[10]。結(jié)構(gòu)域中保守的半胱氨酸可能通過二硫鍵作為巰基氧化還原調(diào)控的潛在位點，還可以作為活性氧(reactive oxygen species，ROS)的傳感器，在植物防御過程中感知細胞外氧化還原的變化[2，4]。保守的Cys通過二硫鍵形成鋅指結(jié)構(gòu)參與蛋白質(zhì)之間的互作，維持蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)，C-X2-C可能是過渡金屬離子結(jié)合位點[11-13]。

圖1 CRK結(jié)構(gòu)域Fig.1 Domains of CRK protein

表1 不同植物中CRK的數(shù)目

1.2 胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域

激酶結(jié)構(gòu)域通過磷酸化底物傳導(dǎo)信號，大多數(shù)CRK具有Tyr激酶活性，部分CRK已經(jīng)被證實在體外具有激酶活性[14-15]。CRK胞內(nèi)激酶結(jié)構(gòu)域(PF00069)包括ATP結(jié)合結(jié)構(gòu)域(ATP binding site)、底物結(jié)合位點(substrate binding site)或化學(xué)結(jié)合位點(chemical binding site)和活化環(huán)(activation loop)[2]。活化環(huán)對于激酶活性至關(guān)重要，環(huán)中絲氨酸/蘇氨酸殘基磷酸化會導(dǎo)致活化環(huán)構(gòu)象發(fā)生變化，使得ATP和底物能夠進入活性中心[1，16]。擬南芥CRK5激酶催化結(jié)構(gòu)域中Lys-368是和CRKIP互作所必需的[17]，CRK6和CRK7激酶活性對金屬離子具有不同的偏好性，CRK6磷酸化MBP依賴于Mn2+，而CRK7更傾向于Mg2+[18]。

A，OsCRKs基因的系統(tǒng)發(fā)生樹；B，OsCRKs基因在水稻染色體上的分布。A， The phylogenetic tree of OsCRKs；B， OsCRKs distribution on chromosomes of rice.圖2 水稻CRKs基因的系統(tǒng)發(fā)生樹和在染色體上的分布Fig.2 Phylogenetic tree and distribution on chromosomes of rice CRKs

圖3 不同物種中DUF26 結(jié)構(gòu)域Fig.3 DUF26 domain in different species

1.3 跨膜結(jié)構(gòu)域

跨膜結(jié)構(gòu)域(transmembrane domain，TM)由22～28個氨基酸構(gòu)成，連接細胞內(nèi)外不同的結(jié)構(gòu)域，將胞外信號傳導(dǎo)到胞內(nèi)，同時還起到定位蛋白的作用。大多數(shù)CRK蛋白都含有TM，而缺少TM的CRK被稱為胞質(zhì)類受體激酶(RLCKs)?？缒そY(jié)構(gòu)域決定了蛋白的位置，大多數(shù)CRK蛋白為膜結(jié)合蛋白，預(yù)測分析表明，二穗短柄草、大麥、水稻、高粱、小麥等作物中90%以上的CRK蛋白定位在細胞質(zhì)膜上，少數(shù)定位在細胞外或線粒體[8]。目前沒有關(guān)于CRK定位在葉綠體上的報道，所以還不清楚CRK如何參與葉綠體之間的信息交流，推測它們參與質(zhì)外體和葉綠體之間的信息交流可能與PAMAP誘導(dǎo)的免疫反應(yīng)途徑相似[18-19]。

2 CRKs在植物生長發(fā)育中的作用

CRK在植物生長發(fā)育過程中具有重要作用，擬南芥中已經(jīng)陸續(xù)報道了部分CRK的功能，其他植物中關(guān)于CRK的功能研究還相對較少。然而，研究發(fā)現(xiàn)大多數(shù)擬南芥CRK突變體和過表達植株與野生型相比表型沒有差異，而CRK家族又十分龐大，推測是CRK功能冗余造成的[17]。目前已經(jīng)報道的CRK主要參與調(diào)控根、葉等營養(yǎng)器官的發(fā)育以及植物生長周期。

2.1 CRK參與調(diào)控根、葉器官的形成

擬南芥CRK28通過負調(diào)控葉片表皮毛，正調(diào)控根毛影響植物形態(tài)建成。主根的生長依賴于根尖分生組織的細胞分裂，CRK28通過抑制分生組織的分裂影響初生根的形成；與野生型相比，crk28突變體主根增長15%～20%，而過表達CRK28轉(zhuǎn)基因植株主根縮短40%[20]。Bourdais等[11]也發(fā)現(xiàn)crk28、crk29、crk42突變體相比于野生型根長有所增加。擬南芥過表達CRK5導(dǎo)致幼苗時期主根變短，但是在成熟期和野生型生長狀態(tài)一致[21]。CRK功能之間的差異意味著其在調(diào)控植物根長方面發(fā)揮著重要作用。根毛是由表皮細胞形成的，具有吸收水分和營養(yǎng)物質(zhì)的功能。CRK28通過抑制側(cè)根原基(LRP)的形成影響側(cè)根發(fā)育，與野生型相比，crk28突變體根毛縮短，數(shù)量減少，而過表達CRK28植株根毛數(shù)量和長度都明顯增加；表皮毛是莖和葉片中的表皮細胞分化而成的，可以調(diào)節(jié)植物蒸騰作用和保護植物免受昆蟲和病原菌侵害，CRK28通過負調(diào)控葉片表皮細胞的分化，影響葉片表皮毛的形成[20]。

2.2 影響植物發(fā)育階段的轉(zhuǎn)換

擬南芥CRK28、CRK45參與調(diào)控植物生長發(fā)育。crk28突變體促進擬南芥早期生長發(fā)育，但是突變體在成熟期略矮于野生型，花環(huán)直徑略??；過表達CRK28植株早期生長發(fā)育延遲，成熟期和野生型株高一致，花環(huán)直徑增大[20]。Yadeta等[22]發(fā)現(xiàn)，過表達CRK28植株早期生長矮小，花序分枝數(shù)增加，果莢變小。二者均發(fā)現(xiàn)過表達CRK28導(dǎo)致花序分枝數(shù)增加，早期生長發(fā)育延遲[20]，其研究是一致的。CRK45影響擬南芥抽薹時間，過表達CRK45延遲抽薹，而突變體提前抽薹，隨后的生長發(fā)育過程中，同時發(fā)現(xiàn)過表達CRK45長勢優(yōu)于野生型，株型增大、生長周期延長、延緩衰老[23]。Bourdais等[11]通過研究大量擬南芥CRK突變體庫發(fā)現(xiàn)，crk2突變體植株矮小，在crk2突變體中過表達CRK2能夠恢復(fù)其表型。此外，4個crk突變體(crk7、crk16、crk19、crk38)提前開花，34個crk突變體開花后早衰。

擬南芥CRK5通過兩種途徑影響植株衰老。CRK5通過負調(diào)控乙烯信號通路，參與衰老過程。crk5突變體真葉形成不久后，水楊酸和乙烯逐漸積累，子葉細胞出現(xiàn)凋亡，葉片早衰；同時發(fā)現(xiàn)CRK5啟動子區(qū)域含有大量WRKY轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點(W-Box)，CRK5可能通過WRKY53和WRKY70轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控擬南芥衰老；進一步在crk5突變體過表達CRK5能夠恢復(fù)到野生型[24]。Chen等[12]發(fā)現(xiàn)，在野生型中過表達CRK5(較低水平)促進葉片生長，生物量增加，二者研究是一致的。Bourdais等[11]發(fā)現(xiàn)，在crk5突變體中過表達CRK5導(dǎo)致花環(huán)略微增大，過量表達CRK5則引起細胞程序性死亡，二者研究中的差異可能與CRK5的表達水平或植株的培養(yǎng)條件有關(guān)。

3 CRKs在生物脅迫中的功能

當(dāng)植物受到病原菌侵染時，外界信號傳導(dǎo)到胞內(nèi)，啟動相應(yīng)的防御反應(yīng)。病原相關(guān)分子模式所觸發(fā)的免疫反應(yīng)(PAMP-triggered immunity，PTI)是植物初級免疫反應(yīng)的第一道防線，通過產(chǎn)生ROS或者胼胝質(zhì)的積累進行免疫防御；第二道防線是植物次級免疫，在該途徑中通過水楊酸(salicylic acid，SA)的積累，引起細胞程序性死亡[25]。CRK作為生物脅迫和非生物脅迫信號途徑中一個重要分子，參與調(diào)控植物免疫反應(yīng)。大多數(shù)CRK受病原菌誘導(dǎo)表達，例如擬南芥CRK5、CRK13、CRK20參與對病原菌PstDC3000的抗性。大豆中76個CRK啟動子區(qū)域含有生物脅迫響應(yīng)元件，意味著CRK在脅迫應(yīng)答中起著重要作用[8]。

3.1 CRK參與ROS產(chǎn)生和胼胝質(zhì)沉積

植物受體類激酶和ROS促進了細胞和外界環(huán)境的信息交流，質(zhì)外體ROS在病原體防御應(yīng)答中起著重要作用，CRK參與ROS的產(chǎn)生[26]。Yeh等[27]發(fā)現(xiàn)，在flg22和PstDC3000誘導(dǎo)下，擬南芥過表達CRK4、CRK6、CRK36植株中ROS積累。flg22誘導(dǎo)下，擬南芥11個crk突變體ROS含量顯著上調(diào)，4個crk突變體中ROS含量下調(diào)；crk5和crk28突變體中ROS表達量和野生型基本一致，而突變體對PstDC3000更敏感；與野生型相比，crk23突變體中ROS被顯著誘導(dǎo)表達，但是其對PstDC3000的敏感性和野生型一致，表明CRK參與ROS的產(chǎn)生，但是其相關(guān)機制還不清楚[11]。水稻類病變突變體lil1中，LOC_Os07g30510編碼CRK，當(dāng)該激酶催化結(jié)構(gòu)域中第429位Val突變?yōu)镮le后，該基因表達量上調(diào)，ROS異常積累，抗病相關(guān)基因上調(diào)表達，誘導(dǎo)細胞程序性死亡，增強了對稻瘟病的抗性[28]。CRK對病原菌的嚴格調(diào)控暗示了CRK與氧化還原或ROS相關(guān)過程存在聯(lián)系[26]。

胼胝質(zhì)沉積是典型的后期PTI應(yīng)答反應(yīng)[28]。CRK36正向調(diào)節(jié)PTI和效應(yīng)蛋白誘導(dǎo)免疫(ETI)應(yīng)答，與野生型相比，flg22誘導(dǎo)下，過表達CRK36植株中，ROS產(chǎn)生，胼胝質(zhì)沉積 ，F(xiàn)LS2是flg22的模式識別受體，通過BiFC發(fā)現(xiàn)，CRK4、CRK6、CRK36與模式識別受體FLS2互作形成模式識別受體復(fù)合物。過表達CRK4和CRK6并沒有影響PTI介導(dǎo)的胼胝質(zhì)沉積，而CRK36在PTI應(yīng)答中正調(diào)控胼胝質(zhì)沉積[29]。

3.2 CRK 參與氣孔關(guān)閉

氣孔是調(diào)控植物應(yīng)對干旱脅迫，病原菌感染和其他刺激反應(yīng)的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)。氣孔關(guān)閉依賴于脫落酸和其他植物激素的信號之間的相互作用，CRK參與氣孔免疫應(yīng)答。研究發(fā)現(xiàn)，flg22能誘導(dǎo)擬南芥氣孔關(guān)閉，在過表達CRK36植株中，PTI應(yīng)答基因FRK1顯著上調(diào)，氣孔被強烈誘導(dǎo)關(guān)閉，而crk36突變體中氣孔關(guān)閉受阻；BIK1通過磷酸化NADPH氧化酶RbohD調(diào)節(jié)氣孔免疫，PTI應(yīng)答中CRK36磷酸化BIK1，在bik1和rbohD/F突變體中過表達CRK36發(fā)現(xiàn)，氣孔免疫受阻，CRK36、BIK1和NADPH氧化酶共同促進ROS的產(chǎn)生，增強氣孔免疫反應(yīng)，誘導(dǎo)PTI應(yīng)答基因的表達[29]。PstDC3000誘導(dǎo)下，CRK6正向調(diào)節(jié)氣孔的關(guān)閉，在PstDC3000誘導(dǎo)下，過表達CRK6誘導(dǎo)氣孔關(guān)閉。而過表達CRK4或CRK36阻止PstDC3000介導(dǎo)的氣孔重新開放存在缺陷[27]。CRK同時也參與ABA誘導(dǎo)的氣孔的關(guān)閉，與野生型相比，擬南芥crk22、crk24、crk37、crk46突變體增強ABA誘導(dǎo)的氣孔關(guān)閉，crk突變體中氣孔密度減少，孔徑增大[11]。因此，CRK在調(diào)控氣孔免疫應(yīng)答中發(fā)揮著重要作用。

3.3 CRK參與植物次級免疫反應(yīng)

植物在長期面對生物脅迫過程中還進化出了R基因等，用以監(jiān)控、識別效應(yīng)子，引起細胞壞死等過敏反應(yīng)，以阻止病原菌的入侵。而CRK基因參與該免疫反應(yīng)過程，比如：擬南芥CRK4、CRK13、CRK20和CRK36被SA和病原菌顯著誘導(dǎo)表達。接種PstDC3000后，CRK13快速作出應(yīng)答，相關(guān)PR基因PR1和PR5隨后也被誘導(dǎo)表達，異源表達CRK13誘導(dǎo)抗性相關(guān)ICS1基因通過參與SA的合成調(diào)控SA介導(dǎo)的防御途徑，引起細胞程序性死亡；CRK13可能作為PR基因或ICS1信號途徑中的上游調(diào)控基因發(fā)揮作用[30]。擬南芥CRK45受NPR1和WRKY70的調(diào)控，CRK45通過誘導(dǎo)PR相關(guān)基因和SA的積累防御病原菌[31]，在PstDC3000誘導(dǎo)下，過表達CRK36植株中ROS積累量較多，PR基因上調(diào)表達；突變體中ROS含量相對較少，PR基因下調(diào)表達，與野生型相比，過表達CRK36強烈誘導(dǎo)細胞程序性死亡，而突變體中相對較弱[29]。擬南芥CRK20受PstDC3000誘導(dǎo)表達，crk20突變體中病原體數(shù)量減少，但是水楊酸含量和水楊酸相關(guān)的防御基因的表達量與野生型相比卻沒有差異，CRK20啟動子可能有利于PstDC3000的生長[32]。海島棉GbCRK18被黃萎病誘導(dǎo)表達，在大麗輪枝菌(Verticilliumdahliae)侵染下，GbCRK18誘導(dǎo)的沉默植株葉片枯萎，相關(guān)真菌生物量增加，PR基因PR3、PR4、PR12顯著下調(diào)，對病原菌的易感性增加[5]。

CRK13的表達水平對于擬南芥形態(tài)發(fā)育起著重要作用。組成型CaMV 35 S啟動子過表達CRK13植株在生長過程中逐漸死亡，均不能正常生長到成熟期；通過類固醇誘導(dǎo)的Gal4啟動子誘導(dǎo)表達CRK13，擬南芥葉片組織塌陷，細胞程序性死亡。CRK13賦予的細胞程序性死亡受SA依賴型和非依賴型調(diào)控，在有無SA積累時，過表達CRK13均能夠引起細胞程序性死亡[30]。而Yeh等[27]獲得了穩(wěn)定的過表達CRK13(表達量相對較低)植株，可能是CRK13表達水平或者培養(yǎng)條件造成了差異。過表達植株中CRK5的表達方式或表達水平激活不同的防御反應(yīng)。較低水平組成型表達CRK5通過正向調(diào)節(jié)生物量的產(chǎn)生，促進葉片生長，增強抗病反應(yīng)；通過類固醇誘導(dǎo)的Gal4啟動子誘導(dǎo)表達CRK5導(dǎo)致超敏反應(yīng)的發(fā)生，葉片細胞死亡[12]。擬南芥中通過類固醇誘導(dǎo)CRK4、CRK19、CRK20均可以誘導(dǎo)細胞死亡，而Yeh等[27]獲得的CRK4過表達株系沒有出現(xiàn)細胞程序性死亡，可能是CRK4的表達水平造成的差異。

4 CRKs在非生物脅迫中的功能

植物在生長發(fā)育過程中除了受到生物脅迫外，還容易受到非生物脅迫的影響。植物通過一定的方式感知外界脅迫，CRKs也參與激素、鹽、高溫、干旱、氧化還原應(yīng)激等非生物脅迫應(yīng)答，研究發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)CRK同時參與生物與非生物逆境脅迫。

4.1 CRK參與激素應(yīng)答

脫落酸(abscisic acid，ABA)介導(dǎo)植物參與許多非生物脅迫應(yīng)答，ABA和非生物脅迫作為信號分子誘導(dǎo)或者增強脅迫應(yīng)答基因的表達，ABA通常抑制根的生長和種子萌發(fā)[33-34]。CRK在ABA信號通路中發(fā)揮著不同功能。在擬南芥萌發(fā)和幼苗生長階段，CRK28參與種子休眠響應(yīng)的ABA應(yīng)答；ABA脅迫處理條件下，與野生型相比，過表達CRK28植株對ABA更敏感，野生型在72 h時發(fā)芽率達到100%，而過表達CRK28 發(fā)芽率不到20%[20]。Lu等[21]也發(fā)現(xiàn)，在ABA處理后，擬南芥過表達CRK5植株對根長的抑制作用比野生型更顯著，二者研究是一致的。CRK45是擬南芥幼苗早期ABA抑制發(fā)育信號通路的重要調(diào)節(jié)因子，CRK45通過與CRK36互作響應(yīng)ABA應(yīng)答，CRK45過表達植株中ABA應(yīng)答基因ABI1、ABI2、ABI5、KIN1、MYB2顯著上調(diào)，導(dǎo)致了CRK45過表達植株對ABA更敏感[23]，而敲除突變體crk36對ABA更敏感，進一步研究發(fā)現(xiàn)，CRK36通過磷酸化ARCK1調(diào)控ABA信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，并且CRK36對ABA之外的激素?zé)o應(yīng)答[29]。同時在擬南芥中異源表達TaCRK41能夠減輕ABA對發(fā)芽的抑制效應(yīng)[35]。GbCRK18可以被茉莉酸(jasmonic acid，JA)誘導(dǎo)表達，但是不受SA和ABA的影響，GbCRK18可能參與JA信號途徑的防御反應(yīng)[6]。

4.2 CRK參與鹽脅迫

擬南芥CRK45調(diào)節(jié)鹽脅迫條件下種子的萌發(fā)和幼苗發(fā)育。100 mmol·L-1NaCl處理條件下過表達CRK45抑制種子萌發(fā)，而crk45突變體促進種子萌發(fā)[23]；Bourdais等[11]發(fā)現(xiàn)，在120 mmol·L-1NaCl處理條件下，21個擬南芥crk突變體發(fā)芽延遲，表明CRK在鹽脅迫條件下發(fā)揮著不同作用[33]。小麥102個CRK基因響應(yīng)鹽脅迫應(yīng)答，大多數(shù)CRK基因在鹽脅迫處理幾個小時后上調(diào)表達，而TaCRK82-A和TaCRK61-A下調(diào)表達[7]。擬南芥CRK20可以被甘露醇顯著誘導(dǎo)表達，然而，在高鹽條件下CRK20被抑制表達[32]。擬南芥組成型表達TaCRK41降低了對滲透壓的敏感性，在鹽脅迫條件下，擬南芥中異源表達TaCRK41可以提高萌發(fā)速率[35]。

4.3 CRK參與干旱脅迫

RNA-seq數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，在干旱和熱脅迫條件下，小麥128個TaCRK差異表達，大多數(shù)TaCRK基因受干旱脅迫誘導(dǎo)表達，少數(shù)基因在高溫脅迫條件中下調(diào)表達。在干旱和高溫脅迫下TaCRK16-A和TaCRK68-A上調(diào)表達；異源表達TaCRK68-A可以增強大腸埃希菌和酵母細胞對低溫、干旱、鹽、高溫脅迫的耐受性[7]。CRK45增強擬南芥抗干旱能力，干旱脅迫條件下，過表達CRK45植株存活率更高[23]。CRK4和CRK5通過增加對ABA的敏感性提高植物抗旱能力，CRK5過表達植株中ABA積累，通過抑制氣孔開放最大程度地減少葉片水分蒸發(fā)，達到抗旱作用[24]。

4.4 CRK參與氧化還原應(yīng)激反應(yīng)

一些CRK參與感知或適應(yīng)ROS或氧化還原平衡的變化，并可能參與信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程。

線粒體和過氧化物酶體是植物細胞內(nèi)產(chǎn)生ROS的主要細胞器，紫外線或O3脅迫也能夠誘導(dǎo)ROS的產(chǎn)生。紫外線誘導(dǎo)擬南芥CRK5的表達，在紫外線脅迫條件下，與野生型相比，crk5 突變體中過氧化氫酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)等ROS清除系統(tǒng)激活延遲，細胞內(nèi)產(chǎn)生嚴重的氧化損傷[24]。Bourdais等[11]也發(fā)現(xiàn)，紫外線脅迫條件下，擬南芥crk2、crk5、crk40和crk42突變體細胞膜損害程度比野生型嚴重，二者是一致的。擬南芥CRK對O3的反應(yīng)比較微妙。O3脅迫條件下，大多數(shù)擬南芥突變體如crk3、crk31等的細胞膜出現(xiàn)損傷，crk突變體增強O3誘導(dǎo)的細胞死亡[12]。Ederli等[32]發(fā)現(xiàn)，O3脅迫條件下，野生型與突變體crk20中CRK4和CRK19均被誘導(dǎo)上調(diào)表達，并且其表達量在野生型和突變體中沒有差異；crk20和野生型細胞質(zhì)膜受損情況一致，同時，Id?nheimo等[18]也發(fā)現(xiàn)，擬南芥突變體crk6和crk7與野生型對O3的敏感性一致，推測是基因功能冗余造成的。

5 結(jié)論與展望

富含半胱氨酸類受體激酶是受體類激酶中的大家族，在植物逆境脅迫和生長發(fā)育過程中發(fā)揮重要作用。如表2所示，我們對目前植物中已經(jīng)報道的CRK做了系統(tǒng)總結(jié)，大多數(shù)CRK不僅可以對病原菌flg22和PstDC3000等生物脅迫作出應(yīng)答，而且能夠響應(yīng)植物激素、鹽、高溫、干旱等非生物脅迫，僅少量CRK對病原菌或非生物脅迫沒有應(yīng)答。CRK表達量的變化雖然對植株的株型沒有明顯的影響，但是可以通過調(diào)控植株根，葉及發(fā)育階段轉(zhuǎn)化等影響植株的生長發(fā)育。

目前CRK蛋白功能的研究主要是在擬南芥中進行的，但是對于其功能的研究仍不夠深入，還面臨著以下幾個問題：(1)CRK作為正調(diào)控或負調(diào)控因子對細胞-細胞之間或環(huán)境信號做出應(yīng)答，但CRK信號通路中配體卻知之甚少。雖然CRK的胞外結(jié)構(gòu)域相同且大多CRK可能具有相似的功能，但我們對 CRK和配體特異性識別的機制并不了解。(2)ROS對于病原菌入侵和其他環(huán)境信號的感知，在一定程度上可能與CRK信號密切相關(guān)，但CRK作為ROS產(chǎn)生的下游特異信號的機理尚不清楚[26]。另外，CRK與其他受體和RLKs相互作用，以及其參與植物免疫應(yīng)答中的具體機制還不清楚。因此，研究CRK的功能，揭示植物對逆境脅迫應(yīng)答機理對于提高農(nóng)作物抗逆境能力具有重要意義。