热带作物学报

作者：许迎港, 邹智, 郭静远, 孔华, 朱国鹏, 郭安平

单位：1.海南大学园艺学院,海南海口 570228,2.中国热带农业科学院三亚研究院,海南三亚 572024,3.海南省南繁生物安全与分子育种重点实验室/中国热带农业科学院热带生物技术研究所,海南海口 571101

关键词：番木瓜,镁离子转运蛋白,表达分析,沙门氏菌,功能互补

基金：中央级公益性科研院所基本科研业务费专项(1630052022001),中央级公益性科研院所基本科研业务费专项(1630052017011)

镁是一种大量金属营养元素,其在植物的生长、发育、光合、胁迫响应等生物学过程中起重要作用。在高等植物中,Mg2+的吸收、运输、分布和再分配主要由镁离子转运蛋白（MGT/MRS2）和Mg2+/H+交换体（MHX）介导。其中,MGT/MRS2又名CorA,最先在鼠伤寒沙门氏菌中被发现,后在拟南芥、水稻等模式植物中进行了较为深入的研究。番木瓜（Carica papaya L.）是一种隶属于十字花目番木瓜科的重要热带果树,至今还未见有关MGT基因的报道。本研究基于番木瓜的基因组和转录组数据,采用RT-PCR技术成功克隆到一个MGT基因（CpMGT1）,应用生物信息学手段预测蛋白的理化特性和保守基序,运用qRT-PCR分析基因的表达模式,利用缺失CorA、MgtA和MgtB的沙门氏菌突变株MM281进行功能互补。结果表明：CpMGT1的编码区为1332 bp,预测编码443 aa,理论分子量为50.43 kDa、等电点为5.12;该蛋白含有2个疏水跨膜区（TM1和TM2）,其中TM1包含高度保守的GMN基序;进化及亚细胞定位分析表明CpMGT1与拟南芥中AtMGT1和AtMGT2的亲缘关系较近,定位于细胞膜;定量分析显示CpMGT1基因为组成型表达,其中在根、茎和果实中的表达量较高;在MM281中异源表达可显著提高工程菌在低Mg2+浓度下的生长速率,表明CpMGT1具有高效的Mg2+转运活性。CpMGT1的克隆与鉴定为进一步揭示番木瓜MGT基因在不同组织特别是在果实中Mg2+的积累机制奠定了坚实的基础。

来源：2022年第6期

《热带作物学报》期刊编辑部

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