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肽转运是真核生物和原核生物中普遍存在的一个现象,它在真核生物和原核生物的生长过程中具有重要的作用。在细胞内寡肽的运输是要通过载体(肽转运蛋白)介导并需要提供能量的跨膜运输。寡肽转运蛋白基因家族是负责细胞内寡肽转运的一类蛋白,为了研究植物中寡肽转运蛋白的功能,我们从垂序商陆中克隆了商陆寡肽转运蛋白基因(PaOPT)。
本研究从Cd胁迫的商陆抑制消减杂交文库中获得了一个OPT家族基因的EST序列,通过RACE的方法扩增获得全长,命名为PaOPT,.其cDNA全长2424bp,共编码733个氨基酸,预测分子量和等电点分别为82.5kD和9.26。在GenBank注册(GenBank accession No.HQ647015)。生物信息学分析表明该基因编码的蛋白具有14个跨膜结构域,可能定位于质膜,这些特点与拟南芥的AtOPT蛋白的特点相似.对OPT基因家族的进化及PaOPT基因在进化中的地位进行分析,结果表明:被子植物的OPT基因家族是一个多拷贝起源的基因家族,在所分析的被子植物中15个OPT基因起源于4个不同的拷贝。在后来的进化中这些拷贝发生了进一步地重复,形成了新的OPT基因支系。因此我们认为:OPT基因家族的起源与进化是一个复杂的事件,在同一种植物有多个序列和功能都有所不同的OPT基因。利用实时荧光定量PCR的方法对PaOPT基因的组织表达特异性进行分析,结果表明PaOPT在胚和胚乳中的表达量是其他器官中的上百倍,可能是一个种子特异性表达的基因.PaOPT基因在种子成熟及萌发过程中的表达特异性分析显示,该基因在种子成熟的过程中逐渐累积,在种子成熟时期达到最大,然后在种子萌发时期又逐渐降低,之后趋于平稳。这可能是由于寡肽转运蛋白基因在植物种子形成时蛋白的积累和种子萌发时蛋白的利用这两个过程中起到了关键性作用。原位杂交实验结果显示,PaOPT基因在所有的胚细胞中均有较强的杂交信号,在维管组织中也有较弱的杂交信号。同时结果表明,该基因主要存在于胚乳和胚中,所以我们分析该基因定位于转运细胞和胚性细胞中。这对研究该基因在植物的胚胎发育与种子萌发中的作用具有重要的意义。