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白菜NPF 基因家族成员的鉴定及其生物信息学分析

2021-10-23马嘉俊吴英华李梅兰侯雷平

河南农业科学 2021年9期

马嘉俊,吴英华,李 璿,李梅兰,侯雷平

(山西农业大学 园艺学院/山西省设施蔬菜提质增效协同创新中心,山西 太谷 030800)

硫代葡萄糖苷又称硫苷,主要存在于白菜、甘蓝、萝卜、拟南芥等十字花科植物中[1⁃2]。硫苷不仅是植物主要的防御化合物[3],对人体健康也有重要作用[4]。氮是构成硫苷的重要成分,也是植物生长发育所必需的元素[5]。植物吸收氮素以硝态氮为主,且吸收、转运过程均依赖硝酸盐转运蛋白[6]。这类转运蛋白主要包括硝酸盐转运蛋白1(Nitrate transporter 1,NRT1)、硝酸盐转运蛋白2[7](Nitrate transporter 2,NRT2)、氯酸盐通道蛋白(Chloride channei,CLC)以及慢离子相关通道同系物(Slow anion channel⁃as⁃sociated homologs,SLAC/SLAH)[8]。

PTR 基因家族与NTR1 基因家族具有高度同源性,将其归属为同一基因家族,因此,NTR1/PTR 基因家族又被称为NPF 基因家族[9],即质子依赖性寡肽转运蛋白家族[10],是植物中最大的硝酸盐转运蛋白家族[11]。NPF 基因家族主要负责转运氨基酸、寡肽和NO3-[12],还可以转运钾盐、硫苷以及植物激素等[13]。NPF 基因家族几乎存在于所有植物,尤其是高等植物中[14]。在拟南芥中,已经鉴定出53 个NPF家族成员[15]。已有研究确定了该家族中的8 个亚族,将其命名为NPF1—NPF8[16]。其中,NPF1 亚家族成员是一种高亲和力的硝酸盐转运蛋白,参与结瘤和根系构筑;NPF2 亚家族成员是硝酸盐和硫苷转运蛋白。NPF1 和NPF2 因亲缘关系较近被称为NPF1/NPF2 亚族。NPF3 是最小的NPF 亚家族;NPF4 亚家族成员可以运输细胞分裂素;NPF5 亚家族成员是一种伤口诱导的肽转运蛋白;NPF6 亚家族成员是双亲和力硝酸盐流入转运蛋白和硝酸盐传感器,运输生长素,且参与硝酸盐外流;NPF7 亚家族成员是参与硝酸盐流入和流出的双向转运蛋白;……

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