烟草NRAMP家族全基因组鉴定及响应重金属胁迫的表达分析

天然抗性相关巨噬蛋白(natural resistance associated macrophage protein,NRAMP)是一类负责金属离子吸收与内稳态平衡相关的蛋白质,对植物生长发育起着至关重要的作用。本研究基于基因组学从重要经济作物烟草中鉴定了NtNRAMP基因家族10个成员并对其理化性质进行了分析。系统进化树结果显示植物NRAMP蛋白可聚为2个亚家族;比较烟草NtNRAMP基因家族的保守基序和内含子-外显子分布发现2个亚家族之间成员在基因结构和蛋白结构水平存在显著差异;启动子区域顺式作用元件显示多个NtNRAMP家族成员受到植物激素和环境胁迫的调控。qPCR结果显示NtNRAMP家族基因在根、茎、叶、花等组织中具有不同的表达模式;Cd胁迫能够导致所有烟草NtNRAMP家族基因表达水平显著上调;在营养缺陷处理中NtNRAMP1/2/3/6基因的表达水平显著受到Fe缺乏诱导而上调,暗示其与Fe的吸收与转运功能相关;此外,Zn缺乏胁迫显著诱导NtNRAMP1的表达,推测其与Zn的内稳态平衡相关。本研究鉴定烟草NtNRAMP基因家族成员并分析了其表达模式,为深入研究烟草NtNRAMP蛋白在金属离子吸收、转运和维持内稳态等生理进程发挥的生物学功能提供了参考信息。