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森林草莓FvCAX 基因家族的鉴定及生物学功能分析

2021-06-29闫慧清刘艳晶孙贵连黄小龙

安徽农业大学学报 2021年2期

闫慧清,刘艳晶,2,黄 绒,孙贵连,黄小龙,2*

(1. 贵州师范大学生命科学学院, 贵阳 550025;2. 贵州师范大学, 植物生理与发育调控贵州省重点实验室, 贵阳 550025)

Ca2+是植物生长发育过程中非常重要的营养元素,是构成细胞壁和细胞膜等结构的必需物质[1],能够维护细胞膜与膜结合蛋白的稳定性,减少或延缓膜的损伤[2]。 CAX (Ca2+/H+exchanger antiporter)是一类重要的跨膜转运蛋白,在调节植物钙含量的变化和植物内阳离子转运上起着极其重要的作用[3]。利用生物信息学方法鉴定森林草莓CAX基因家族的成员,研究其染色体分布、进化关系和基因结构、不同发育时期的表达以及启动子的元件分析等,对于研究蔷薇科物种中CAX基因的功能具有重要的意义。

CAX是存在于细胞质膜或液泡膜上的多基因家族成员[4]。前人利用免疫杂交和烟草免疫显色得到AtCAX1~AtCAX4 均定位于拟南芥的液泡膜上[5]。在拟南芥中已通过实验手段验证了 AtCAX1~AtCAX4 的功能,其中,AtCAX1 参与许多生物学过程,如钙离子跨膜转运、对盐胁迫的反应,钙离子转运和细胞内钙离子稳态等[5]。AtCAX2 和AtCAX4 能够增强植物向液泡区储存重金属的能力,具有转运多种阳离子的功能,增强植物体内Ca2+、Cd2+和Mn2+的累积能力,从而提高植物对重金属胁迫的耐性[4]。AtCAX3 能维持Na+和Li+稳态并增强对低pH 的高度敏感性。AtCAX3 与AtCAX1的氨基酸序列相似度高达77%,但是不同成员之间的表达量存在组织特异性,其中AtCAX1在拟南芥的根、茎、叶和花的组织中均有表达,但在叶中高度表达;AtCAX2在维管组织的薄壁细胞、花以及幼嫩的顶端分生组织中表达量高[6];……

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