小麦硝酸盐转运蛋白基因TaNRT1.1的鉴定及其等位变异分析

为解析小麦硝酸盐转运蛋白基因TaNRT1.1的生物学功能,本研究通过同源克隆的方法从普通小麦中克隆了小麦硝酸盐转运蛋白基因TaNRT1.1(TaNRT1.1-1A、TaNRT1.1-1B和TaNRT1.1-1D)。生物信息学分析表明,这三个同源基因编码的蛋白均为疏水蛋白,含有丰富的α-螺旋和无未见则卷曲,主要定位于质膜上。小麦不同组织qRT-PCR分析表明,TaNRT1.1-1A和TaNRT1.1-1B基因在根中表达量最高,其次是叶和茎,TaNRT1.1-1D基因在茎中表达量最高,其次是叶和根。因此,推测TaNRT1.1-1A和TaNRT1.1-1B基因在硝酸盐吸收过程中发挥了重要作用,TaNRT1.1-1D基因在硝酸盐转运过程中发挥了重要作用。通过对小麦TaNRT1.1基因多态性筛选发现,在TaNRT1.1-1A基因启动子上游1120 bp的位置有一个8 bp(TGCATGCA)的插入位点,该位点可能与小麦氮利用效率相关。不同氮利用效率小麦品种qRT-PCR分析结果表明,氮高效小麦品种(基因型为TaNRT1.1-1A-b)苗期根中TaNRT1.1-1A基因的相对表达量显著高于氮低效小麦品种(基因型为TaNRT1.1-1A-a)。

节旋藻硝酸盐转运蛋白基因Amnrt P序列分析

应用生物信息学软件对获得的节旋藻硝酸盐转运蛋白基因(AmnrtP)全长序列进行了结构特征、同源性比较、多序列比对、系统发育学分析等。结果表明:该基因全长为1515个核苷酸,编码504个氨基酸,平均 GC 含量为43.8%,疏水氨基酸的比例为47.6%。该硝酸盐转运蛋白含有12个跨膜结构域(Transmembrane domains,Tm),膜拓扑结构与NRT2家族的类似,并发现了多个 NRT2家族的保守序列。同源性搜索显示与属于 NRT2基因家族的海洋蓝藻的氨基酸序列相似性为75%～89%。采用邻接法(NJ)、最大简约法(MP)和最大似然法(ML)构建了分子系统树,结果表明3种树的拓扑结构基本相似,并且在蓝藻中基于硝酸盐转运蛋白基因的系统发育关系与形态学分类结果相一致。所获 Am-nrtP 基因属于 NRT2基因家族,可成为蓝藻系统进化研究的分子标记,并为了解节旋藻中硝酸盐吸收与转运的基因结构和分子机制奠定了一定的基础。

小麦幼苗叶片中硝酸盐转运蛋白NRT1和NRT2家族基因对氮饥饿响应的表达分析

硝酸盐转运蛋白NRT1(Nitrate transporter 1)和NRT2(Nitrate transporter 2)家族基因在高等植物氮转运过程中发挥着重要作用。为探讨NRT1和NRT2家族基因在小麦幼苗响应氮饥饿中的作用,本研究测定了氮饥饿处理过程中小麦幼苗的生长参数和叶片中叶绿素、可溶性蛋白、硝酸盐和丙二醛(MDA)的含量,并利用荧光实时定量PCR(qPCR)技术分析了叶片中NRT1(7个)和NRT2(5个)家族基因的转录水平。结果表明,氮饥饿明显抑制小麦幼苗生长,其株高、干鲜重显著下降,叶片叶绿素含量、蛋白质含量和硝酸盐含量均显著降低,而MDA含量却显著升高。在氮饥饿处理后所有测定时间点(2d、4d、6d和8d),小麦幼苗叶片中TaNRT1.1、TaNRT1.2、TaNRT1.7、TaNRT2.3和TaNRT2.4的表达均受到显著抑制;然而,氮饥饿2d时,TaNRT1.4、TaNRT1.8和TaNRT2.1的表达量显著升高;氮饥饿4d时,TaNRT1.3、TaNRT1.5和TaNRT2.5的表达量也显著升高,推测TaNRT1.3、TaNRT1.4、TaNRT1.5、TaNRT1.8、TaNRT2.1和TaNRT2.5可能在小麦幼苗响应氮饥饿中发挥着重要作用。

高等植物硝酸盐转运蛋白的功能及其调控机制

硝酸盐是植物从土壤中吸收的重要无机氮素形态。植物为适应含有不同浓度NO3-的土壤环境,进化出了高亲和硝酸盐转运系统(HATS)和低亲和硝酸盐转运系统(LATS),两个基因家族NRT1和NRT2家族分别参与了LATS和HATS的NO3-的吸收和转运。近年来,随着分子生物学技术和植物基因组学的快速发展,研究人员克隆出了大量参与硝酸盐吸收和转运的基因,并对这些基因的功能进行了深入研究,逐渐形成了复杂的硝酸盐调控网络。综述了植物中硝酸盐转运蛋白基因的克隆、表达及调控,并对进一步的研究作了展望,这些结果对于理解植物硝酸盐吸收的调控机制具有重要作用。

谷子硝酸盐转运蛋白NRT1家族的鉴定及表达分析

[目的]为了揭示谷子硝酸盐高效吸收和利用的分子机制,本文鉴定并分析了谷子硝酸盐转运蛋白NRT1基因家族。[方法]以拟南芥中已知的11个参与硝酸盐吸收和转运的NRT1蛋白为基础,利用Blast的方法在全基因组范围内鉴定谷子参与硝酸盐吸收和转运的NRT1基因,利用MEGA7.0和MEME构建系统进化树和鉴定保守的基序,并进一步利用PlantCARE预测顺式作用元件,最后通过RT-PCR的方法研究了谷子硝酸盐转运蛋白NRT1家族基因的组织表达情况。[结果]从谷子中鉴定了8个硝酸盐转运蛋白NRT1基因,系统进化分析表明所得8个NRT1基因分别属于NPF1、NPF2、NPF4、NPF6和NPF7亚家族。谷子NRT1蛋白中都含有一个保守的QX4GX8GX3FX5P基序,可能与硝酸盐的吸收和转运相关。谷子NRT1基因的启动子中富含光响应元件,尤其是SP1元件。RT-PCR分析表明谷子8个NRT1基因表达具有组织特异性,暗示了其可能在不同组织和器官的硝酸盐吸收转运中起作用。[结论]本研究鉴定了8个谷子硝酸盐吸收和转运相关的NRT1基因,为后续谷子NRT1基因功能研究及谷子耐低氮分子机制的揭示奠定了基础。

不结球白菜高亲和性硝酸盐转运蛋白NRT2.2的克隆和表达分析

以不结球白菜品种"苏州青"为材料,克隆得到了1个高亲和性硝酸盐转运蛋白基因——BcNRT2.2,该基因的全长为1593 bp,编码530个氨基酸。序列分析结果表明:BcNRT2.2基因含有AGWGNMG共识别基序,其氨基酸序列与拟南芥NRT2.2的同源性为86%;其二级结构主要由α-螺旋和自由卷曲构成;预测BcNRT2.2蛋白含有12个跨膜域。实时定量PCR分析结果表明:BcNRT2.2主要在根部表达,并受高浓度硝酸盐的诱导;BcNRT2.2在原始叶片中表达量较低,但受低温、高温和干旱胁迫的诱导后而高量表达。

水稻硝酸盐转运蛋白基因OsNPF7.9在氮素积累和转运中的功能研究

【目的】植物NPF家族成员具有转运硝酸盐、小肽等的功能。对水稻OsNPF7.9基因的功能研究能够为水稻氮素高效利用的分子机制提供理论基础。【方法】利用不同的生物软件对OsNPF7.9蛋白的生物学信息进行了预测分析;用OsNPF7.9基因启动子融合GUS报告基因的转基因水稻进行OsNPF7.9的组织定位观察;利用半定量RT-PCR和p OsNPF7.9::GUS转基因水稻分析OsNPF7.9受氮素调控特征;构建了OsNPF7.9的超表达水稻株系,并进行生理指标测定。【结果】OsNPF7.9是细胞质膜蛋白,有12个跨膜结构域,在第6~7个结构域之间有一个大的亲水环。组织定位结果显示OsNPF7.9在根、叶片、根茎结合处和花中都有表达。RT-PCR和p OsNPF7.9::GUS转基因水稻的GUS染色结果都表示,OsNPF7.9的表达不受氮素形态和浓度的影响。OsNPF7.9基因超表达后,不仅显著增加水稻的地上部硝酸盐含量以及根系向地上部的硝酸盐转运,而且增加了地上部的总氮浓度、总氮积累以及根系向地上部的总氮转运。【结论】OsNPF7.9参与硝酸盐从根系向地上部的转运,并且OsNPF7.9超表达可以提高水稻氮素积累和转运能力。

低氮胁迫下香蕉硝酸盐转运蛋白MaNRT2基因的克隆与表达分析

氮素是植物生长发育所必需的大量元素,也是限制植物产量的首要因素,硝酸盐转运蛋白NRT是植物吸收和利用氮素的重要蛋白。笔者以香蕉为实验材料,通过RNA-Seq测序,筛选得到一个显著差异表达的高亲和硝酸盐转运蛋白基因NRT2;通过PCR克隆获得1 509 bp的c DNA序列,生物信息学预测其编码502氨基酸,含有MFS结构域,属于NRT2基因家族,命名为MaNRT2;RNA-Seq和qRT-PCR的结果显示,MaNRT2基因的表达具有显著的组织特异性,在根中远高于叶片;低氮胁迫处理后,MaNRT2在叶片中表达量上升,在根中表达量反而下降,表明MaNRT2与香蕉氮元素的吸收转运密切相关。

硝酸盐转运蛋白Sialin在人血管内皮细胞缺氧复氧损伤中的表达

目的研究硝酸盐转运蛋白Sialin及编码基因SLC17A5在血管内皮细胞(HUVECs)上的表达和定位及其在血管内皮细胞缺氧复氧损伤后的表达变化。方法应用免疫荧光激光共聚焦成像实验验证Sialin在人脐静脉血管内皮细胞的表达及定位。以SCC-15及人成纤维细胞为参照,通过Western Blot及RT-PCR实验检测Sialin蛋白及编码基因SLC17A5在HUVECs上的表达。HUVECs随机分组,建立不同缺氧损伤时间的血管内皮细胞缺氧复氧损伤模型,通过Real-time PCR实验验证各组SLC17A5基因的表达变化,通过免疫印迹验证各组Sialin蛋白的表达变化。结果 Sialin蛋白的表达位于HUVECs的细胞质与细胞膜,且具有较高的表达水平。血管内皮细胞缺氧复氧损伤后,SLC17A5及Sialin蛋白与对照组相比表达水平均有明显下降(P<0.05),随缺氧时间增加,表达水平继续降低(P<0.05)。结论硝酸盐转运蛋白Sialin在血管内皮细胞的细胞膜及细胞质有明显表达。在血管内皮细胞缺氧复氧损伤中其表达水平与缺氧时间相关。

烟草硝酸盐转运蛋白基因的克隆及表达分析

为了获得烟草NtNRT2.3基因的全长序列,进一步揭示其在烟草中的生物学功能,通过同源性搜索的方法,得到了烟草硝酸盐转运蛋白预测基因序列。采用RT-PCR技术,从烟草中成功克隆出一个硝酸盐转运蛋白体基因,将其命名为NtNRT2.3。其开放阅读框为1455bp,编码484个氨基酸。生物信息学分析表明,该基因与已报道的拟南芥、大豆、水稻等的NRT2家族基因具有高度同源性,且其编码的蛋白质具有NRT家族的共有结构特征。定量表达结果显示,NtNRT2.3基因在根中的表达量均高于茎和叶,表明NtNRT2.3基因在根系吸收硝酸盐过程中可能具有重要作用。

植物硝酸盐转运蛋白功能及表达调控研究进展

植物硝酸盐转运蛋白不仅能够吸收、运转硝态氮,而且在植物其他生理过程中也发挥重要作用.重点介绍了硝酸盐转运蛋白在氮素吸收运转、硝酸盐积累、侧根发育、激素运转以及逆境响应调控等方面的最新研究进展,并概括了硝酸盐转运蛋白的表达调控模式.

不同形态氮肥对紫花苜蓿生长、硝酸盐转运蛋白基因MtNRT1.3表达及氮吸收的影响

为了探讨豆科牧草对不同形态氮素的吸收,以紫花苜蓿(Medicago sativa L.)为试验材料,通过盆栽试验探究不同形态氮肥对紫花苜蓿生长、硝酸盐转运蛋白基因MtNRT1.3表达和氮吸收的影响。试验设有4个处理,分别为不施氮处理(对照组,Con)、施铵态氮(NH 4 Cl—T1)、硝态氮(NaNO 3—T2)和混合氮(铵态氮、硝态氮1︰1混合—T3),各形态氮肥施加总量为按纯氮250 mg(每1 kg土)。试验结果表明,施氮处理提高了紫花苜蓿中的氮含量,施加各种氮肥均提高了紫花苜蓿根中MtNRT1.3基因的表达量,且该基因的表达量与土壤铵态氮和硝态氮呈正相关性(P<0.01)。相比于铵态氮肥,施加硝态氮肥不但可增加植株中硝态氮含量,而且能提高植株铵态氮含量;相比于单施硝态氮和铵态氮肥,混合氮肥对提高植株氮含量效果最好;施加硝态氮肥更有利于紫花苜蓿地上部分生物量的累积。因此,对紫花苜蓿施加氮肥应重视铵态氮和硝态氮的比例,增加硝态氮的比例更有利于紫花苜蓿的生长和对氮素的吸收。

激素和非生物逆境胁迫调控植物硝酸盐转运蛋白功能的研究进展

植物硝酸盐转运蛋白不仅担负着硝酸离子吸收、转运的功能,还参与植物诸多生理发育过程。本文重点介绍了激素和硝酸盐转运蛋白在植物生长发育过程中的相互作用,硝酸盐转运蛋白参与非生物逆境胁迫响应方面的最新研究进展,以及激素和逆境协同参与硝酸盐转运蛋白表达和功能的调控机制,最后对硝酸盐转运蛋白在激素信号传导和抗逆境胁迫中的应用以及未来可能开展的研究方向提出了展望。

矮珍珠硝酸盐转运蛋白基因GeNRT2.1的克隆和功能研究

硝酸盐转运蛋白(nitratetransporter,NRT)是植物识别、吸收和转运硝酸盐的关键蛋白,对促进作物根系发育、提高产量具有重要作用。通过筛选水生植物,利用NRT蛋白的保守区设计简并引物,并通过PCR和RACE技术,首次从矮珍珠(Glossostigmaelatinoides)中克隆得到GeNRT2.1基因。进化分析结果表明,GeNRT2.1与烟草NRT2.1在进化关系上距离最近。qRT-PCR结果表明,GeNRT2.1在矮珍珠根中表达量最高,其次是叶和茎,此外,低浓度硝酸盐(0.5 mmol·L^(−1))处理后,GeNRT2.1在根、叶、茎中的表达量分别是高浓度硝酸(2 mmol·L^(−1))处理后的1.89、1.93和2.07倍。功能互补实验发现,GeNRT2.1能使缺陷型酵母Δynr恢复生长,具有硝酸盐转运蛋白的功能。通过丰富NRT基因资源,以期为培育氮肥高效利用转基因作物,发展绿色农业,保证我国的粮食安全和环境安全提供理论依据。

硝酸盐转运蛋白(Sialin)与口腔鳞状细胞癌预后的相关性研究

目的:探究硝酸盐转运蛋白(Sialin)与口腔鳞状细胞癌预后的相关性。方法:收集2018年1月—2018年9月我院收治口腔鳞状细胞癌患者80例,取其癌组织,进行免疫组织化学检测法,检测Sialin和Ki-67表达情况,分析Sialin表达与口腔癌临床病理因素的相关性,以及Sialin和Ki-67的相关性。结果:Sialin的表达与肿瘤的分期、浸润程度以及分化程度有关(P<0.05);Sialin与Ki-67之间呈较强的正相关(Pearson相关系数为0.48,P<0.05)。结论:Sialin的表达和口腔鳞状细胞癌的发生发展相关,同时和Ki-67呈较强的正相关,是一个较好的预后因子。

青稞硝酸盐转运蛋白基因HvnNPF4.5的克隆和亚细胞定位

植物硝酸盐转运蛋白家族NPFs(Nitrate Transpoter1/Peptide Transporter Family)属于一类低亲和硝酸盐转运蛋白家族,在植物氮素吸收和转运过程中发挥着重要作用,NPFs基因家族是目前植物氮素吸收、转运和同化相关基因家族研究的热点。该研究从“昆仑14”青稞中克隆了HvnNPF4.5基因和其启动子区域序列,并对HvnNPF4.5基因和蛋白结构、系统进化和亚细胞定位进行了研究。结果表明:HvnNPF4.5基因序列含有2个内含子,启动子区域有与干旱以及脱落酸、赤霉素、生长素相关的顺式作用元件;HvnNPF4.5蛋白由614个氨基酸组成,分子量为66875.31 Da,总原子数为9465个,亲水系数为0.317,理论等电点为8.85,不稳定指数36.98,脂溶性指数为100.43,有8个磷酸化位点和12个跨膜结构,没有信号肽;HvnNPF4.5蛋白二级结构中α螺旋、延长链、β转角、无规则卷曲分别占48.83%、11.83%、3.5%、35.83%;HvnNPF4.5和其他物种的同源蛋白都有MFS结构域,将HvnNPF4.5与其他植物的氨基酸序列进行比较并构建系统进化树,发现青稞HvnNPF4.5与大麦HvNPF4.5、节节麦AtsNPF4.5的亲缘关系最近;亚细胞定位结果显示HvNPF4.5定位在细胞膜上。

硝酸盐转运蛋白（Sialin）与口腔癌的相关性研究

目的探究硝酸盐转运蛋白与口腔癌的相关性。方法收集2018年1月至2018年8月我院收治口腔癌患者50例,取其口腔癌组织和癌旁组织,同时取50例健康人的正常口腔组织作为对照,进行免疫组织化学染色,并进行阳性评定,比较三者阳性表达率,统计Sialin表达与口腔癌临床因素的相关性。结果口腔癌组织中阳性表达率为94.00%,癌旁组织为62.00%,显著高于正常组织(P<0.05);Sialin的表达与口腔癌的分期和分化程度有关(P<0.05)。结论 Sialin表达在口腔癌的发生发展中具有重要作用,对口腔癌的诊断分期具有一定的临床意义。

硝酸盐转运蛋白在口腔鳞状细胞癌中的表达

目的探究硝酸盐转运蛋白(Sialin)在口腔鳞状细胞癌中的表达。方法收集收治口腔鳞状细胞癌患者80例,取其癌组织和癌旁组织,同时选取同期正常人群口腔组织80例作为对照,进行免疫组织化学染色,并进行阳性评定,比较三者阳性表达率,统计Sialin表达与临床因素的相关性。结果癌组织中阳性表达率为91.25%,癌旁组织为60.00%,阳性表达率大小为:癌组织>癌旁组织>正常口腔组织(P<0.05),Sialin表达与口腔鳞状细胞癌的分期、浸润程度以及分化程度有关(P<0.05)。结论Sialin表达在口腔鳞状细胞癌中具有一定的特异性,对诊断分期以及治疗有一定的临床意义。

高粱高亲和硝酸盐转运蛋白NRT2/3基因家族鉴定、表达与DNA变异分析

硝态氮是作物吸收无机氮素的主要形态,硝酸盐转运蛋白2(nitrate transporter 2,NRT2)作为高亲和性的转运蛋白,以硝酸盐作为特异性底物,在可利用的硝酸盐受限时,高亲和性转运系统被激活,在硝酸盐吸收、转运过程中发挥着重要作用。大多数NRT2不能单独转运硝酸盐,需在硝酸盐同化相关蛋白2(nitrate assimilation related protein 2,NAR2)的协助下才能完成硝酸盐的吸收或转运。作物氮利用效率受环境条件影响,品种间存在差异,因此培育高氮素利用效率品种有重大意义。高粱(Sorghum bicolor)具有耐贫瘠特性,对土壤中的氮素吸收和利用效率较高。本研究结合高粱基因组数据库对NRT2/3基因家族成员基因结构、染色体定位、理化性质、二级结构与跨膜结构域、信号肽与亚细胞定位、启动子区顺式作用元件、系统进化、单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)的识别与注释及选择压力进行了全面分析。通过生物信息学分析,筛选出5个NRT2s(命名为SbNRT2-1a、2-1b、SbNRT2-2–4)基因和2个NAR2s(SbNRT3-1–2)基因,较谷子略少。分布在3条染色体上,分为4个亚家族,同一亚族中基因结构高度相似;高粱NRT2/3亲水性平均值均为正值,表明均为疏水性蛋白;α-螺旋和无规则卷曲占二级结构总量的比例大于70%;亚细胞定位均在质膜上,其中NRT2s蛋白不含信号肽,NRT3s蛋白含信号肽;进一步对其跨膜结构域进行分析,发现NRT2s家族成员跨膜结构域个数均大于10个,而NRT3s家族成员跨膜结构域个数为2个;高粱与玉米(Zea mays)NRT2/3s的共线性较好;蛋白结构域显示存在MFS_1和NAR2蛋白结构域,可执行高亲和力硝酸盐转运;系统进化树分析可知,高粱与玉米和谷子的NRT2/3基因亲缘关系更近;基因启动子顺式作用元件分析发现,SbNRT2/3基因的启动子区均具有数个植物激素和逆境应答元件,可以响应高粱生长和环境变化;基因表达热图显示低氮条件下在根诱导表达的是SbNRT2-1a、SbNRT2-1b和SbNRT3-1,推测可在高粱根部表达并调控对硝酸盐的吸收或转运过程。在SbNRT2-4和SbNRT2-1a等发现多个非同义SNP变异;选择压力分析表明,高粱NRT2/3基因家族在进化过程中受纯化选择作用。SbNRT2/3基因表达及蚜虫侵染影响与基因在不同组织中的表达分析结果一致,SbNRT2-1b和SbNRT3-1在感染蚜虫品系5-27sug根部表达显著,高粱蚜虫侵染叶片显著降低了SbNRT2-3、SbNRT2-4和SbNRT3-2的表达水平。本研究初步对高粱全基因组NRT2/3基因家族进行鉴定、表达与DNA变异分析,为高粱氮高效研究提供了基础。

硝酸盐转运蛋白NRT2在植物中的功能及分子机制研究进展

氮素作为植物生长发育所需的大量元素,对植物生长发育及作物产量具有重要作用。施入氮肥是植物及作物的主要氮素来源。面对当下过度施肥造成面源污染加剧的现状,提高作物氮素利用效率,实现“减肥增产”的绿色增产增效模式,是促进我国农业可持续发展及保障国家粮食安全的重要措施。当土壤氮匮缺时,硝酸盐转运蛋白NRT2家族成员对根系吸收及转运硝酸盐至关重要,其中NRT2.1在植物缺氮时主要负责根部的硝酸根吸收。该文重点总结了模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)及重要粮油作物中NRT2家族蛋白特别是NRT2.1的功能及调控机理研究进展,旨在为后续挖掘NRT2在提高作物产量方面的潜力及分子调控机制研究提供重要依据。