论文部分内容阅读
硝酸盐转运体（nitrate transporters，NRTs）在植物氮素吸收、利用和存储等过程中发挥着重要作用。本研究利用HMM软件和Blastp方法，在陆地棉NRTs基因家族中，鉴定出了106个GhNRT1/NPF （Nitrate transporter 1 （NRT1）/Peptide Transporter （PTR） family （NPF））和14个GhNRT2 （Nitrate transporter 2 family）成员，对它们的保守结构域、系统发育关系、理化性质、亚细胞定位、保守基序、基因结构、启动子区顺式作用元件和表达模式进行了分析。结果表明，GhNRT1均具有典型的PTR2 （Peptide Transporter 2 family，肽转运蛋白）结构域，个别蛋白（GhNPF2.6bD、GhNPF4.1cA和GhNPF2.14aD）出现了2个PTR2和/或其他结构域，表明棉花NRT1进化保守性较低；GhNRT2具有典型的MFS＿1 （Major Facilitator Superfamily，主要促进子超家族）单域。多数GhNRTs定位于细胞质膜上，为疏水性蛋白。系统发育分析显示GhNRTs可分为10个类群，相同类群具有相似的基因结构及基序分布。顺式作用元件组成表明，大部分GhNRTs的表达可能与植物激素、非生物胁迫和光反应等相关。此外，GhNRT1不同亚类间的表达模式存在一定差异，但同一亚类内不同成员的表达模式相对保守；GhNRT2类基因则主要在根中高表达。盐胁迫处理后的转录组数据分析发现，近1/5的GhNRTs基因表达量发生了显著上调或下调，表明其可能参与棉花盐胁迫应答。选择6个GhNRTs基因检测其在根系、幼叶、功能叶和老叶中的表达对不同NO3 供应水平的响应发现，GhNPF6.3dA和GhNPF7.3aA可能具有双亲和吸收NO3 的能力，GhNPF6.2bD则可能编码高亲和NO3 转运蛋白；三者在功能叶和老叶中可能参与NO3 卸载。这些结果与拟南芥等植物中的报道不同。上述研究结果为进一步揭示棉花硝酸盐转运蛋白的功能提供了参考，为解析棉花氮素吸收和利用机制提供了初步依据。