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毛果杨NRAMP家族基因的全基因组鉴定及其在重金属转运中的作用
Tree Genetics & Genomes ( IF 1.9 ) Pub Date : 2023-11-01 , DOI: 10.1007/s11295-023-01629-3 Siqin Liu , Tao Long , Zihao Chen , Jikai Liu , Wenli Cui , Haiqin Leng , Yuhang Xing , Lucas Gutierrez Rodriguez , Yongfeng Gao , Yinan Yao
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更新日期:2023-11-01
Tree Genetics & Genomes ( IF 1.9 ) Pub Date : 2023-11-01 , DOI: 10.1007/s11295-023-01629-3 Siqin Liu , Tao Long , Zihao Chen , Jikai Liu , Wenli Cui , Haiqin Leng , Yuhang Xing , Lucas Gutierrez Rodriguez , Yongfeng Gao , Yinan Yao
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NRAMP(自然抗性相关巨噬细胞蛋白)基因家族是一组广泛存在于动植物中的金属离子跨膜转运蛋白。杨树具有快速生长的特性,非常适合研究木本植物对重金属的吸收和运输机制,因此适合重金属污染土壤的植物修复。然而, NRAMP基因家族可能参与杨树重金属转运的机制仍不清楚。在这项研究中,我们鉴定了十个PtrNRAMP基因,通过它们的基因结构、系统发育关系、跨膜结构域和亚细胞定位对其进行了分析。随后,PtrNRAMP基因根据其系统发育关系分为三个亚类;同时,进化分析表明PtrNRAMP基因是通过串联或分段复制而扩增的。所有PtrNRAMP蛋白均呈现保守的NRAMP结构域,水稻原生质体亚细胞定位结果表明,大多数PtrNRAMP蛋白定位于细胞膜和/或液泡膜上。组织表达分析表明PtrNRAMP基因参与杨树的生长和发育。在不同程度的重金属胁迫下,PtrNRAMP1.1及其旁系同源物在转录水平上受到显着诱导,而PtrNRAMP2.0的表达水平没有显着变化。此外,大多数PtrNRAMPs在酵母细胞中表现出对Cd 2+、Fe 2+和Mn 2+的吸收活性:PtrNRAMP1.1和PtrNRAMP1.3能够吸收和积累大量的Cd 2+和Fe 2+ ,PtrNRAMP3.1在酵母细胞中表现出独特的 Mn 2+吸收和运输能力。这些结果将为阐明PtrNRAMP基因的生物学功能,特别是它们在介导杨树中重金属的吸收和转运中的作用提供新的标准。
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