镁是一种大量金属营养元素,其在植物的生长、发育、光合、胁迫响应等生物学过程中起重要作用.在高等植物中,Mg2+的吸收、运输、分布和再分配主要由镁离子转运蛋白(MGT/MRS2)和Mg2+/H+交换体(MHX)介导.其中,MGT/MRS2又名CorA,最先在鼠伤寒沙门氏菌中被发现,后在拟南芥、水稻等模式植物中进行了较为深入的研究.番木瓜(Carica papaya L.)是一种隶属于十字花目番木瓜科的重要热带果树,至今还未见有关MGT基因的报道.本研究基于番木瓜的基因组和转录组数据,采用RT-PCR技术成功克隆到一个MGT基因(CpMGT1),应用生物信息学手段预测蛋白的理化特性和保守基序,运用qRT-PCR分析基因的表达模式,利用缺失CorA、MgtA和MgtB的沙门氏菌突变株MM281进行功能互补.结果表明:CpMGT1的编码区为1332 bp,预测编码443 aa,理论分子量为50.43 kDa、等电点为5.12;该蛋白含有2个疏水跨膜区(TM1和TM2),其中TM1包含高度保守的GMN基序;进化及亚细胞定位分析表明CpMGT1与拟南芥中AtMGT1和AtMGT2的亲缘关系较近,定位于细胞膜;定量分析显示CpMGT1基因为组成型表达,其中在根、茎和果实中的表达量较高;在MM281中异源表达可显著提高工程菌在低Mg2+浓度下的生长速率,表明CpMGT1具有高效的Mg2+转运活性.CpMGT1的克隆与鉴定为进一步揭示番木瓜MGT基因在不同组织特别是在果实中Mg2+的积累机制奠定了坚实的基础.

番木瓜;镁离子转运蛋白;表达分析;沙门氏菌;功能互补

许迎港;邹智;郭静远;孔华;朱国鹏;郭安平

海南大学园艺学院,海南海口 570228;中国热带农业科学院三亚研究院,海南三亚 572024;海南省南繁生物安全与分子育种重点实验室/中国热带农业科学院热带生物技术研究所,海南海口 571101

热带作物学报

[1]许迎港;邹智;郭静远;孔华;朱国鹏;郭安平-.番木瓜镁离子转运蛋白基因CpMGT1的克隆与功能分析)[J].热带作物学报,2022(06):1114-1121

镁离子转运蛋白,CpMGT1,MRS2,MHX,CorA,MgtA,MgtB,MM281,GMN,AtMGT1,AtMGT2

番木瓜,功能分析,营养元素,光合,胁迫响应,生物学过程,高等植物,Mg2+,再分配,H+,又名,最先,鼠伤寒沙门氏菌,拟南芥,水稻,Carica,papaya,隶属于,十字花,果树,转录组数据,理化特性,保守基序,qRT,表达模式,突变株,功能互补,编码区,bp,预测编码,aa,分子量,kDa,等电点,疏水,TM1,TM2,亚细胞定位,定位分析,亲缘关系,细胞膜,组成型表达,异源表达,工程菌,生长速率,转运活性,不同组织,积累机制,表达分析

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