芥菜型油菜NRAMP基因家族的鉴定与表达分析

芥菜型油菜(Brassica juncea)对重金属有一定的耐受和积累能力,NRAMP(natural resistance associated macrophage protein,天然抗性相关巨噬细胞蛋白)蛋白参与金属离子的吸收和转运,在植物应对重金属胁迫响应中发挥重要作用。本研究以6个拟南芥NRAMP同源基因为参考,从芥菜型油菜中鉴定出18个BjNRAMP基因家族成员,分别定位在12条染色体上。系统进化分析结果表明BjNRAMP基因分属两个进化枝,其基因拷贝数目相比拟南芥增多可能是由于芥菜型油菜基因组三倍化所导致。对芥菜型油菜在不同浓度镉胁迫下根和叶的转录组测序数据进行分析发现,BjNRAMP基因的表达表现出组织特异性,其中BjNRAMP1.4基因在镉浓度为30 mg/kg胁迫下在根中被诱导表达;BjNRAMP2.2基因在镉浓度为10 mg/kg胁迫下在叶片中被诱导表达,而在根中的表达则受到抑制。克隆上述基因并转化至酵母,结果表明过表达BjNRAMP1.4可显著提高镉敏感型突变体酵母对镉的耐受性,而过表达BjNRAMP2.2提升作用有限,不及BjNRAMP1.4。本研究将为研究芥菜型油菜NRAMP基因家族成员结构以及功能提供一定的参考。