辣椒（Capsicum annuum L.）是一种世界范围内广泛种植的蔬菜作物,因具有独特辛辣味和丰富的营养物质而备受欢迎。然而,在辣椒栽培过程中常受到诸多逆境的影响,如干旱和低温胁迫会造成其产量及品质下降。当植物响应逆境胁迫,钙离子作为重要的第二信使,通过与不同的钙离子受体蛋白结合,将信号传递到下游。钙调磷酸酶B类似蛋白（Calcineurin B-like proteins,CBLs）是植物特有的钙离子受体蛋白,与其互作激酶（CBL-interacting protein kinases,CIPKs）共同参与信号的传递。CBLs及CIPKs的功能在模式植物拟南芥、粮食作物小麦及水稻中均有研究,但其在辣椒中的功能未见报道。因此,探究钙离子信号转导在辣椒响应逆境胁迫中的功能,对揭示辣椒的抗逆机理具有重要意义。本研究对辣椒CBLs及CIPKs成员进行鉴定。依据转录组数据、实时荧光定量PCR（q RT-PCR）及启动子活性分析,鉴定出3个响应干旱或低温的辣椒CaCIPK基因CaCIPK3、CaCIPK7及CaCIPK13。利用病毒诱导的基因沉默、瞬时过表达和遗传转化、蛋白互作等技术,结合表型、生理及相关基因的表达分析,探究候选基因在不同胁迫下的调控机理。主要研究结果如下:1.在辣椒中鉴定出9个CBLs和25个CIPKs。CaCBLs和CaCIPKs启动子普遍含有与防御和胁迫相关的元件。转录组数据表明CaCBLs及CaCIPKs具有组织表达特异性并响应不同胁迫。此外,q RT-PCR和启动子活性分析表明CaCIPK3受甘露醇和茉莉酸甲酯（MeJA）处理的影响;CaCIPK7受甘露醇和脱落酸（ABA）处理的诱导;CaCIPK13的表达受低温胁迫的诱导。因此推测上述CaCIPKs参与辣椒响应干旱或低温胁迫。2.CaCIPK3在辣椒抗旱过程中起正向调控作用。在辣椒中沉默CaCIPK3后,植株对甘露醇和MeJA更加敏感。CaCIPK3在辣椒中瞬时过表达或在番茄植株中稳定遗传转化,都可增强其活性氧（ROS）清除能力,调节抗性相关基因的表达,提高植株抗旱性。同时,过表达CaCIPK3可减缓由MeJA引发的叶绿素降解。与CaCIPK3互作的CaCBL2也正向参与辣椒抵御干旱胁迫。此外,Ca WRKY1和Ca WRKY41可通过与CaCIPK3启动子直接结合的方式影响其活性。以上结果表明,CaCIPK3在植株抗旱过程中发挥正向调控作用,该过程通过CBL-CIPK信号网络对MeJA信号及抗氧化防御系统进行调节。3.CaCIPK7在辣椒抗旱过程中发挥正调控作用。沉默CaCIPK7后,辣椒的抗旱性以及对ABA的敏感性下降。在辣椒中瞬时过表达CaCIPK7或在番茄中过表达CaCIPK7,可提高植株ROS清除酶的活性并促进抗坏血酸-谷胱甘肽循环,调控ABA合成相关基因以及抗性基因的表达,增强植株抗旱性。同时,过表达CaCIPK7提高了叶片对ABA的敏感性,促进气孔关闭。CaCIPK7可与CaCBL1/-2/-4/-6/-7互作,复合体定位于质膜上。此外,Ca MYB4和Ca MYB88可直接与CaCIPK7启动子结合,增强其活性。以上结果表明,CaCIPK7通过调控辣椒的ROS系统和ABA信号,在植株抗旱中发挥积极作用。4.CaCIPK13参与辣椒响应低温胁迫。在辣椒中沉默CaCIPK13后,降低植株对低温的抗性,叶片中丙二醛和H2O2大量积累,相对电导率增加,且ROS清除酶活性和花青素含量降低。在番茄中过表达CaCIPK13,可提高花青素含量和ROS清除酶的活性,促进低温关键基因及花青苷合成基因的表达,增强植株对低温的抗性。CaCIPK13与CaCBL1/-6/-7/-8的相互作用依赖于Ca2+,且复合体定位于质膜。此外,低温负调控因子Ca MYB306可抑制CaCIPK13启动子活性。以上结果表明,CaCIPK13通过CBL-CIPK信号在抵御低温胁迫中发挥积极作用。综上所述,本研究对辣椒CBL和CIPK家族成员进行鉴定,筛选出响应干旱或低温的候选基因CaCIPK3、CaCIPK7及CaCIPK13。揭示了辣椒CaCIPK3、CaCIPK7及CaCIPK13通过调控不同信号途径,参与辣椒抵御干旱或低温胁迫;明确上述基因在辣椒响应胁迫中具有重要作用。研究结果解析与丰富了辣椒CBL-CIPK调控网络的功能,为辣椒抗性育种提供理论依据。