张吉顺，张孝廉，杨慧，贾蒙骜，张婕，赵德刚

1 贵州大学生命科学学院/农业生物工程研究院，贵州省农业生物工程重点实验室，山地植物资源保护与种质创新省部共建教育部重点实验室，贵阳 550025；

2 贵州省烟草科学研究院，烟草行业分子遗传重点实验室，贵阳 550081；

3 贵州省农业科学院农业部DUS中心贵阳分中心，贵阳 550006

镁是植物生长发育所必需的金属元素，参与植物体的多个生理代谢过程。烟草（Nicotiana tabacum）是以收获叶片为主的经济作物，镁元素不仅影响烤烟的农艺性状，还与烤烟品质有着密切的关系[1]。烤烟在缺镁和高镁条件下，叶片叶绿素含量均会显著降低[2]。很多研究都证明了，施镁可以有效地提升烟叶的产质量并较好地协调烟叶中的化学成分，提升烟叶吸食品质[1,3-5]。

植物中镁的吸收、运输和分配受到不同基因家族的调控，目前已发现有4个家族蛋白参与了镁离子的运输[6-9]，包括：CroA亚家族的部分成员、SV（slow-vacuolar）通道蛋白、环核苷酸相联的离子通道AtCNGC10、MHX蛋白。其中MHX蛋白属于CaCA（Ca2+/Cation Antiporter）亚家族，对植物镁离子平衡具有重要作用。拟南芥AtMHX主要负责质子和Mg2+、Zn2+和Cd2+的交换[10-11]，AtMHX蛋白将金属离子扣留在液泡中，并将液泡中的质子释放到细胞质中。在橡胶树中也发现MHX具有交换质子和Mg2+、Zn2+、Cd2+离子的功能[12-13]。

Gaash等[14]对拟南芥（Arabidopsis thaliana）、马 铃 薯（Solanum tuberosum）、番 茄（Solanum lycopersicum）、葡萄（Vitis vinifera）、大豆（Glycine max）、 水 稻（Oryza sativa）、 小 麦（Triticum aestivum）、玉米（Zea mays）和小立碗藓（Physcomitrella patens）等植物中MHX蛋白进行进化和结构模型分析，发现MHX蛋白是植物所特有，且大部分植物都只有一个MHX同源基因。目前，烟草中MHX蛋白的序列信息和功能尚不明确，本文对栽培烟草中的MHX基因进行克隆，对其编码蛋白进行了生物信息学分析，并检测了不同金属离子处理下该基因的表达模式变化，为MHX基因在烟草中的作用及分子机制研究提供了参考。……