鎂離子轉(zhuǎn)運基因AtMGT7的功能研究.pdf

1、鎂離子是植物細胞中最豐富的二價陽離子，其吸收、轉(zhuǎn)運和同化受到嚴格的調(diào)控。迄今為止，鎂離子的轉(zhuǎn)運機制在細菌中得到了較詳盡闡釋。然而，在分子水平上，對植物中鎂離子的吸收和轉(zhuǎn)運了解不是很多。2001年，Li等在擬南芥中鑒定了一個可能具鎂離子轉(zhuǎn)運功能的AtMGT基因家族。通過序列分析，該家族編碼蛋白與細菌CorA及酵母MRS2鎂離子轉(zhuǎn)運蛋白有一定同源性。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的開放閱讀框含有1158bp，編碼386個氨基酸；AtMGT7b的開放閱讀框則只含有1113bp，編碼371個氨基酸。
　　 AtMGT7a和AtMGT7b在擬南芥的表達模式也有差異。AtMGT7a基因在植物的各個組織都表達，而AtMGT7b僅在植物的根與花組織中表達?；虻膩喖毎ㄎ谎芯恳诧@示，AtMGT7a基因主要定位在細胞質(zhì)膜上，AtMGT7

3、b基因定位在亞細胞器膜上或質(zhì)膜上。
　　 通過功能互補研究，AtMGT7a能互補缺失Mg2+轉(zhuǎn)運活性MM281細菌突變株，AtMGT7b則不能。進一步以同位素63Ni2+為示蹤物，對AtMGT7a和AtMGT7b蛋白的離子轉(zhuǎn)運特性進行分析，AtMGT7a為一類低親和性Mg2+轉(zhuǎn)運蛋白，而AtMGT7b不具Mg2+轉(zhuǎn)運功能，可能與Cu2+或Cd2+轉(zhuǎn)運有關。
　　 膜片鉗試驗結(jié)果顯示，在外液鎂離子濃度為50mM條件，表達A

4、tMGT7a蛋白的HEK293細胞平均膜電流達到286±46pA，是表達AtMGT7b蛋白的HEK293細胞和對照系HEK293細胞平均膜電流的近6倍。表明AtMGT7a蛋白在轉(zhuǎn)HEK293細胞中起著鎂離子轉(zhuǎn)運通道作用。
　　 對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。進一步測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