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谷子NRT2基因家族的鉴定及生物信息学分析 被引量：6
1
作者 叶玲 张洁 +2 位作者 郭永正 赵雄伟 王兴春 《山西农业科学》 2020年第3期283-290,共8页
硝态氮是旱地植物吸收氮素的主要形式,其吸收与硝酸盐转运蛋白2(NRT2)有重要的关系。谷子作为耐贫瘠作物,对土壤中的氮素吸收和利用效率较高。研究以谷子xiaomi为参考基因组,利用生物信息学方法鉴定了谷子NRT2基因家族成员,并分析其基... 硝态氮是旱地植物吸收氮素的主要形式,其吸收与硝酸盐转运蛋白2(NRT2)有重要的关系。谷子作为耐贫瘠作物,对土壤中的氮素吸收和利用效率较高。研究以谷子xiaomi为参考基因组,利用生物信息学方法鉴定了谷子NRT2基因家族成员,并分析其基因结构、理化性质、二级结构、启动子区顺式作用元件和表达谱。结果表明,在谷子全基因组水平上共鉴定到8个NRT2基因,其分布在1号(6个NRT2)和5号(2个NRT2)染色体上,均由α-螺旋、β-折叠、直链延伸和无规卷曲组成,其中,有6个NRT2基因的启动子区均具有数个植物激素和逆境应答元件。亚细胞定位结果表明,8个NRT2基因均在质膜上行使功能。基因表达模式分析结果显示,Si5g20720主要在叶片和茎秆中表达,Si5g29250主要在根系和茎秆中表达,而其他谷子NRT2基因在整个生长发育过程中表达量都很低或没有表达;在低氮胁迫下,Si5g29250基因的表达量显著上调。生物信息学分析结果表明,Si5g29250可能在参与谷子硝酸盐吸收转运的过程中发挥重要作用。该研究结果可为进一步分析谷子吸收和转运硝酸盐的关键NRT2家族基因的克隆及功能研究提供一定的参考。 展开更多
关键词 谷子 硝酸盐 硝酸盐转运蛋白2 表达谱
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硝酸盐转运蛋白NRT2在植物中的功能及分子机制研究进展 被引量：2
2
作者 黄慧梅 高永康 +4 位作者 台玉莹 刘超 曲德杰 汤锐恒 王幼宁 《植物学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期783-798,共16页
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... 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。 展开更多
关键词 氮素 硝酸盐转运蛋白NRT2 基因功能 分子机制
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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 被引量：2
3
作者 贺瑞 彭赟 +8 位作者 刘扬 曾灿彬 徐敏 齐钊 闫臻 骆娟 阮云泽 何朝族 汤华 《热带生物学报》 2016年第1期76-81,共6页
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... 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。 展开更多
关键词 香蕉 低氮胁迫 硝酸盐转运蛋白2 转录组测序 基因表达分析
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藜麦NRT2基因家族的鉴定及表达分析 被引量：1
4
作者 杨利艳 高源 +2 位作者 朱满喜 邓妍 王创云 《华北农学报》 CSCD 北大核心 2022年第S01期8-18,共11页
硝态氮是植物吸收氮素的2种主要形式之一,硝酸盐转运蛋白2(NRT2)在土壤中硝酸盐缺乏时发挥主导作用。为探究藜麦NRT2基因家族的特征和表达模式,利用生物信息学方法,对藜麦NRT2基因进行全基因组鉴定,并分析了其编码蛋白、染色体定位、基... 硝态氮是植物吸收氮素的2种主要形式之一,硝酸盐转运蛋白2(NRT2)在土壤中硝酸盐缺乏时发挥主导作用。为探究藜麦NRT2基因家族的特征和表达模式,利用生物信息学方法,对藜麦NRT2基因进行全基因组鉴定,并分析了其编码蛋白、染色体定位、基因结构、系统进化、顺式作用元件、组织表达特异性以及不同氮素水平处理后基因的表达模式。结果表明,藜麦中有15个NRT2基因,分布在7条染色体上,每个成员分别含有1~9个内含子及2~10个外显子,蛋白亚细胞定位预测其均定位在质膜上,为疏水性蛋白。同时,系统进化分析显示,藜麦NRT2蛋白家族属于2个亚家族,与拟南芥的亲缘关系更近。顺式作用元件分析显示,藜麦NRT2家族成员启动子区存在大量与生长发育及逆境胁迫等相关的顺式作用元件。藜麦NRT2基因家族成员在不同组织器官中的表达存在差异,在根、茎、叶中表达量较高。在低氮条件下,藜麦NRT2.4、NRT2.7、NRT2.15表达上调;0,25%N处理后藜麦NRT2.7、NRT2.15的表达量急剧增加。研究结果可为后续藜麦NRT2s基因克隆和功能以及氮素胁迫分析提供参考依据。 展开更多
关键词 藜麦 硝酸盐 NRT2 基因家族 氮胁迫
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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 被引量：6
5
作者 赵珊珊 郭志强 +11 位作者 朱立勋 范佳利 杨博慧 柴文婷 孙慧琼 冯凡 粱月秀 邹春雷 姜晓东 赵威军 吕晋慧 张春来 《生物工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第7期2743-2761,共19页
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N... 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 展开更多
关键词 高粱基因组 硝酸盐转运蛋白2(NRT2) 硝酸盐同化相关蛋白2(NAR2) 基因表达 DNA变异
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马铃薯硝态氮转运蛋白基因的克隆及表达分析 被引量：1
6
作者 南运有 吕婷婷 +3 位作者 曹敏轩 刘恒志 陈越 陈勤 《西北植物学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期588-594,共7页
该研究以马铃薯双单倍体‘DM’为材料,克隆到高亲和性硝态氮转运蛋白基因StNRT2.1的全长cDNA(JGI登录号PGSC0003DMT400002924),并对其进行表达模式和生物信息学分析,为深入探索StNRT2.1基因的生物学功能以及提高马铃薯对氮素的利用效率... 该研究以马铃薯双单倍体‘DM’为材料,克隆到高亲和性硝态氮转运蛋白基因StNRT2.1的全长cDNA(JGI登录号PGSC0003DMT400002924),并对其进行表达模式和生物信息学分析,为深入探索StNRT2.1基因的生物学功能以及提高马铃薯对氮素的利用效率奠定理论基础。结果表明:(1)通过同源克隆与PCR扩增获得StNRT2.1基因cDNA全长片段,并构建pCEGFP-StNRT2.1表达载体;测序结果显示其实际所编码的蛋白质序列与数据库中目的基因蛋白质序列完全一致,表明成功克隆到StNRT2.1基因且未出现错义突变。(2)StNRT2.1基因位于马铃薯第11号染色体,cDNA序列全长1 593 bp,编码530个氨基酸,预测蛋白相对分子质量约为57.60 kD,理论等电点为9.36。(3)生物信息学分析显示,StNRT2.1由20种氨基酸组成,其中甘氨酸(Gly)所占比例最多,达到10.8%,并且主要由228个α-螺旋、27个β-折叠、87个延伸链和188个无规则卷曲构成;StNRT2.1存在功能保守结构MFS_1(PF07690)和12个跨膜螺旋结构域,且N端和C端均位于细胞膜内; StNRT2.1位于质膜上且不具有信号肽,可能为非分泌型膜蛋白。(4)以氮充足(7.5 mmol/L)水平作为对照,马铃薯幼苗经无氮(0 mmol/L)和低氮(0.75 mmol/L)处理3周后呈现出叶片发黄及植株矮化等明显表型差异。(5)qRT-PCR结果显示,在无氮条件下,马铃薯根组织中StNRT2.1基因表达量升高3.98倍,说明StNRT2.1可能为诱导型高亲和转运蛋白。 展开更多
关键词 马铃薯 硝态氮 硝态氮转运蛋白2(NRT2) 生物信息学分析 QRT-PCR
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黄瓜NRT2基因的鉴定和特征分析
7
作者 孙建磊 董玉梅 +3 位作者 王崇启 肖守华 李利斌 焦自高 《山东农业科学》 2016年第6期11-14,共4页
本研究利用生物信息学方法,从黄瓜基因组中鉴定出3个NRT2基因,并对这些基因的基因组分布、结构、遗传进化和顺式元件进行了系统分析。结果显示,黄瓜的NRT2基因分别位于1号、1号和5号染色体,具有2个或3个外显子,分别与拟南芥的NRT2.4或者... 本研究利用生物信息学方法,从黄瓜基因组中鉴定出3个NRT2基因,并对这些基因的基因组分布、结构、遗传进化和顺式元件进行了系统分析。结果显示,黄瓜的NRT2基因分别位于1号、1号和5号染色体,具有2个或3个外显子,分别与拟南芥的NRT2.4或者NRT2.5直系同源;它们都具有数个植物激素和逆境应答元件,暗示它们不仅在氮素吸收过程中具有一定功能,而且与植物逆境应答有关。该结果为进一步研究黄瓜NRT2的功能提供了线索。 展开更多
关键词 黄瓜 硝态氮转运蛋白NRT2 分子特征 系统进化 顺式元件
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