鎂離子轉(zhuǎn)運(yùn)基因AtMGT7的功能研究.pdf

1、鎂離子是植物細(xì)胞中最豐富的二價(jià)陽(yáng)離子，其吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)和同化受到嚴(yán)格的調(diào)控。迄今為止，鎂離子的轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制在細(xì)菌中得到了較詳盡闡釋。然而，在分子水平上，對(duì)植物中鎂離子的吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)了解不是很多。2001年，Li等在擬南芥中鑒定了一個(gè)可能具鎂離子轉(zhuǎn)運(yùn)功能的AtMGT基因家族。通過(guò)序列分析，該家族編碼蛋白與細(xì)菌CorA及酵母MRS2鎂離子轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白有一定同源性。本研究采用RT-PCR方法，克隆到AtMGT家族中的一個(gè)基因——AtMGT7基因。該基因具有

2、兩種可變剪接轉(zhuǎn)錄體，分別命名為AtMGT7a和AtMGT7b。其中，AtMGT7a的開(kāi)放閱讀框含有1158bp，編碼386個(gè)氨基酸；AtMGT7b的開(kāi)放閱讀框則只含有1113bp，編碼371個(gè)氨基酸。
　　 AtMGT7a和AtMGT7b在擬南芥的表達(dá)模式也有差異。AtMGT7a基因在植物的各個(gè)組織都表達(dá)，而AtMGT7b僅在植物的根與花組織中表達(dá)?；虻膩喖?xì)胞定位研究也顯示，AtMGT7a基因主要定位在細(xì)胞質(zhì)膜上，AtMGT7

3、b基因定位在亞細(xì)胞器膜上或質(zhì)膜上。
　　 通過(guò)功能互補(bǔ)研究，AtMGT7a能互補(bǔ)缺失Mg2+轉(zhuǎn)運(yùn)活性MM281細(xì)菌突變株，AtMGT7b則不能。進(jìn)一步以同位素63Ni2+為示蹤物，對(duì)AtMGT7a和AtMGT7b蛋白的離子轉(zhuǎn)運(yùn)特性進(jìn)行分析，AtMGT7a為一類(lèi)低親和性Mg2+轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，而AtMGT7b不具M(jìn)g2+轉(zhuǎn)運(yùn)功能，可能與Cu2+或Cd2+轉(zhuǎn)運(yùn)有關(guān)。
　　 膜片鉗試驗(yàn)結(jié)果顯示，在外液鎂離子濃度為50mM條件，表達(dá)A

4、tMGT7a蛋白的HEK293細(xì)胞平均膜電流達(dá)到286±46pA，是表達(dá)AtMGT7b蛋白的HEK293細(xì)胞和對(duì)照系HEK293細(xì)胞平均膜電流的近6倍。表明AtMGT7a蛋白在轉(zhuǎn)HEK293細(xì)胞中起著鎂離子轉(zhuǎn)運(yùn)通道作用。
　　 對(duì)T-DNA插入突變體植株的表型觀察，在缺鎂離子條件，AtMGT7基因突變體植株葉片顏色比野生型的略淺。進(jìn)一步測(cè)定野生型與突變體植株的葉綠素和鎂離子含量，野生型葉綠素和鎂離子含量明顯高于突變體植株。表明A