小麦NRT1基因家族鉴定、表达与DNA变异分析

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作者 郭志强 范佳利 +1 位作者 朱立勋 张春来 《分子植物育种》 北大核心 2025年第1期1-18,共18页

硝态氮是植物吸收氮素的主要形式之一,其吸收与硝酸盐转运蛋白1(NRT1)的功能相关。而氮损失是农业污染之一,提高普通六倍体栽培小麦的氮素利用率在绿色作物生产中占重要地位。本研究旨在鉴定普通小麦全基因组NRT1家族成员,分析其基因结... 硝态氮是植物吸收氮素的主要形式之一,其吸收与硝酸盐转运蛋白1(NRT1)的功能相关。而氮损失是农业污染之一,提高普通六倍体栽培小麦的氮素利用率在绿色作物生产中占重要地位。本研究旨在鉴定普通小麦全基因组NRT1家族成员,分析其基因结构、染色体定位、理化性质、二级结构、亚细胞定位与跨膜结构域、保守基序、启动子顺式作用元件、系统进化、基因表达及选择进化。从中国春小麦参考基因组鉴定出77个小麦NRT1基因,不均匀分布在21条染色体上,分为十个亚家族,同一亚家族中的NRT1基因结构高度相似。除TraesCS3B02G215200编码蛋白外小麦NRT1蛋白均为疏水性蛋白,二级结构以α-螺旋和无规卷曲为主,且亚细胞定位几乎全部在质膜上;基因保守性分析结果显示,motif 1~motif 10是小麦NRT1基因家族中保守的基序;基因启动子顺式作用元件分析发现,TraesCS1A02G031300、TraesCS1B02G267900、TraesCS7A02G196100等基因的启动子区域中含有ABRE、MBS、LAMP-element等逆境胁迫响应元件,可能调控对环境反应;系统进化树分析表明,小麦NRT1家族与高粱、水稻亲缘关系更近;通过小麦基因组NRT1DNA重测序数据的Ka、Ks,表明小麦NRT1蛋白编码基因进化具有纯化效应;基因表达热图分析表明,TraesCS4B02G029600、TraesCS4A02G283900、TraesCS4D02G026800这三个基因可能在分蘖期、抽穗期小麦根部表达活性高,参与对氮素的吸收。本研究初步分析了小麦全基因组NRT1的基因结构、表达与进化,为小麦氮高效种质的创制提供了基础。 展开更多

关键词 小麦基因组 nrt1家族 基因表达 DNA变异

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盐地碱蓬NRT1基因家族鉴定及盐胁迫响应研究

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作者 王潇雨 李昊鹏 祝建波 《江苏农业科学》 北大核心 2025年第19期26-37,共12页

为鉴定盐地碱蓬硝酸盐转运蛋白(Nitrate transporter1,NRT1)基因家族成员,分析其基本性质、进化关系以及在不同组织的表达特征,筛选出具有抵抗盐胁迫功能的基因,利用生物信息学方法鉴定盐地碱蓬NRT1基因家族并分析其理化性质、基因结构... 为鉴定盐地碱蓬硝酸盐转运蛋白(Nitrate transporter1,NRT1)基因家族成员,分析其基本性质、进化关系以及在不同组织的表达特征,筛选出具有抵抗盐胁迫功能的基因,利用生物信息学方法鉴定盐地碱蓬NRT1基因家族并分析其理化性质、基因结构,利用转录组数据分析NRT在其表达特征,并将SsNRT1.4和AtNRT1.4基因通过基因工程方法转化番茄,使用6.7 g/L的NaCl溶液进行盐胁迫处理,观察结果。结果表明,盐地碱蓬共有32个NRT1基因,并将其分为8个亚科。SsNRT1基因家族编码的蛋白多为碱性蛋白,其稳定性在18.69~47.07之间,SsNRT1亚家族成员主要在根、叶中表达量较高,通过热图选取基因编号为GOSA-00007947-RA作为研究目标并命名为SsNRT1.4。以AtNRT1.4为对照,通过转基因技术使其在番茄中表达。在NaCl水溶液处理下,过表达SsNRT1.4基因的番茄植株比野生型和AtNRT1.4转基因番茄植株生长情况更好,说明过表达SsNRT1.4可以提高番茄植株抗盐性。因此,可以推断SsNRT1.4是在盐胁迫中具有重要作用的关键基因。 展开更多

关键词 盐地碱蓬 nrt1基因家族 盐胁迫 转基因番茄

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谷子硝酸盐转运蛋白NRT1家族的鉴定及表达分析 被引量：6

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作者 张瑞娟 屈聪玲 +2 位作者 贺榆婷 杨致荣 王兴春 《山西农业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2018年第4期37-43,76,共8页

[目的]为了揭示谷子硝酸盐高效吸收和利用的分子机制,本文鉴定并分析了谷子硝酸盐转运蛋白NRT1基因家族。[方法]以拟南芥中已知的11个参与硝酸盐吸收和转运的NRT1蛋白为基础,利用Blast的方法在全基因组范围内鉴定谷子参与硝酸盐吸收和... [目的]为了揭示谷子硝酸盐高效吸收和利用的分子机制,本文鉴定并分析了谷子硝酸盐转运蛋白NRT1基因家族。[方法]以拟南芥中已知的11个参与硝酸盐吸收和转运的NRT1蛋白为基础,利用Blast的方法在全基因组范围内鉴定谷子参与硝酸盐吸收和转运的NRT1基因,利用MEGA7.0和MEME构建系统进化树和鉴定保守的基序,并进一步利用PlantCARE预测顺式作用元件,最后通过RT-PCR的方法研究了谷子硝酸盐转运蛋白NRT1家族基因的组织表达情况。[结果]从谷子中鉴定了8个硝酸盐转运蛋白NRT1基因,系统进化分析表明所得8个NRT1基因分别属于NPF1、NPF2、NPF4、NPF6和NPF7亚家族。谷子NRT1蛋白中都含有一个保守的QX4GX8GX3FX5P基序,可能与硝酸盐的吸收和转运相关。谷子NRT1基因的启动子中富含光响应元件,尤其是SP1元件。RT-PCR分析表明谷子8个NRT1基因表达具有组织特异性,暗示了其可能在不同组织和器官的硝酸盐吸收转运中起作用。[结论]本研究鉴定了8个谷子硝酸盐吸收和转运相关的NRT1基因,为后续谷子NRT1基因功能研究及谷子耐低氮分子机制的揭示奠定了基础。 展开更多

关键词 谷子 氮素 硝酸盐转运蛋白 nrt1基因家族 NPF基因家族

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草地早熟禾NRT1/PTR FAMILY 8.3基因的克隆及表达分析 被引量：3

4

作者 金一锋 陈阳 +4 位作者 齐欣 高岩松 金忠民 赵清峰 王琦 《草地学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第7期1397-1405,共9页

植物硝酸盐转运蛋白(Nitrate transporter,NRT)可有效转运NO-3,提升氮素利用效率。为了解析草地早熟禾(Poa pratensis)适应不同浓度及不同形态氮素、干旱胁迫机理,本研究以草地早熟禾为试材,对NRT1/PTR FAMILY 8.3基因进行克隆、生物信... 植物硝酸盐转运蛋白(Nitrate transporter,NRT)可有效转运NO-3,提升氮素利用效率。为了解析草地早熟禾(Poa pratensis)适应不同浓度及不同形态氮素、干旱胁迫机理,本研究以草地早熟禾为试材,对NRT1/PTR FAMILY 8.3基因进行克隆、生物信息学分析,并分析了不同浓度及不同形态氮素以及干旱下该基因表达情况。研究结果:草地早熟禾NRT1/PTR FAMILY 8.3基因包含典型的主要协同转运蛋白超家族(Major facilitator superfamily,MFS)结构域,与二穗短柄草(Brachypodium distachyon)高度同源;荧光定量PCR分析表明,该基因根部、叶部的表达量显著高于茎部;氮浓度为7.5 mM时,不同形态氮素诱导下,NaNO3处理组有利于该基因表达;无氮、高氮组(0,15 mM NaNO3)基因的表达量显著高于适氮组(7.5 mM NaNO3);干旱胁迫可促进其表达。研究结果为探究NRT1/PTR FAMILY 8.3在不同氮素环境中的调节机制,培育氮素利用率高的优质草种提供理论基础。 展开更多

关键词 草地早熟禾 nrt1/PTR FAMILY 8.3 基因克隆 表达分析

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草地早熟禾硝酸盐转运蛋白NRT1/PTR FAMILY 5.8基因的克隆及生物信息学分析

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作者 陈阳 金一锋 +3 位作者 张学通 刘宇琦 林媛媛 张博学 《分子植物育种》 CAS CSCD 北大核心 2020年第13期4301-4306,共6页

硝态氮是植物主要的氮素营养来源,与植物的生长发育与抗性能力密切相关。硝态氮的吸收与运转对提高植物氮素利用效率有调控作用,其中硝酸盐转运蛋白发挥重要作用。本研究通过RT-PCR的方法克隆得到草地早熟禾硝酸盐转运蛋白NRT1/PTR FAMI... 硝态氮是植物主要的氮素营养来源,与植物的生长发育与抗性能力密切相关。硝态氮的吸收与运转对提高植物氮素利用效率有调控作用,其中硝酸盐转运蛋白发挥重要作用。本研究通过RT-PCR的方法克隆得到草地早熟禾硝酸盐转运蛋白NRT1/PTR FAMILY 5.8基因的编码区序列,并进行生物信息学分析。结果表明,该基因编码区长度为1434 bp,共编码477个氨基酸。NRT1/PTR FAMILY 5.8蛋白分子量为51.7 kD,等电点为4.9。NRT1/PTR FAMILY 5.8蛋白共有8个跨膜结构域,3个糖基化,位点无信号肽,预测定位于质膜或内质网中。NRT1/PTR FAMILY 5.8蛋白含有结构域PTR2属于MFS蛋白超家族。草地早熟禾NRT1/PTR FAMILY 5.8蛋白与二穗短柄草,粗山羊草的相似度较高,而且不同物种之间的NRT1/PTR FAMILY 5.8与NRT1/PTR FAMILY 5.9的同源进化关系较近。本研究为进一步研究NRT1/PTR FAMILY 5.8基因的功能及硝酸盐转运途径具有重要意义。 展开更多

关键词 草地早熟禾 nrt1/PTR FAMILY 5.8 基因克隆 生物信息学

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花生NRT1基因对盐胁迫的响应 被引量：3

6

作者 孔伟伟 田丽彬 +5 位作者 李荣冲 肖丽娜 崔凤 刘译阳 李国卫 万书波 《花生学报》 北大核心 2019年第4期1-7,共7页

盐胁迫属于一类重要的非生物胁迫,抑制植物的生长发育,影响植物对营养元素的吸收利用。氮元素是构成生物体核酸和蛋白质的主要元素,在维持植物生命活动以及作物产量和品质等方面有重要作用。设置不同盐胁迫浓度,测定盐胁迫后花生叶片硝... 盐胁迫属于一类重要的非生物胁迫,抑制植物的生长发育,影响植物对营养元素的吸收利用。氮元素是构成生物体核酸和蛋白质的主要元素,在维持植物生命活动以及作物产量和品质等方面有重要作用。设置不同盐胁迫浓度,测定盐胁迫后花生叶片硝酸盐含量,分析NRT1基因家族特征及其对盐胁迫的响应。结果表明,盐胁迫抑制叶片中硝酸盐的积累,并随盐浓度上升叶片中硝酸盐含量下降,推测盐胁迫可能抑制了硝酸盐转运蛋白的表达。硝酸盐转运蛋白1(NRT1)家族是植物中最大的硝酸盐转运蛋白家族。利用生物信息学分析发现,花生基因组中有37个NRT1基因,按亲缘关系的远近可以分成6类。基因结构与表达分析发现,NRT1基因间跨膜区和外显子数目差异较大,在22个不同组织中的表达具有明显的组织特异性。在栽培花生品种Tifrunner中发现了9个对盐胁迫响应的NRT1基因,推测这些基因可能参与盐胁迫条件下氮素的吸收和转运。本研究为深入研究硝酸盐转运蛋白的功能及其在盐胁迫条件下花生氮素吸收转运中的作用奠定了基础。 展开更多

关键词 花生 盐胁迫 nrt1 表达模式

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高粱全基因组NRT1基因鉴定、表达与DNA变异分析 被引量：7

7

作者 郭志强 梁月秀 +5 位作者 冯凡 朱立勋 范佳丽 姜晓东 吕晋慧 张春来 《激光生物学报》 CAS 2021年第5期459-467,共9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1(NRT1)密切相关。高粱(Sorghum bicolor)较耐贫瘠,对土壤中的氮素吸收和利用效率较高。以拟南芥、水稻的NRT1为基础,通过Blast筛选高粱核酸和蛋白数据库获得SbNRT1基因全长... 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1(NRT1)密切相关。高粱(Sorghum bicolor)较耐贫瘠,对土壤中的氮素吸收和利用效率较高。以拟南芥、水稻的NRT1为基础,通过Blast筛选高粱核酸和蛋白数据库获得SbNRT1基因全长序列,并结合生物信息学方法鉴定出了20个SbNRT1基因,对其进行基因结构、系统进化树、基因表达、选择进化分析,同时对其蛋白质的理化性质、二级和三级结构进行分析。结果显示:SbNRT1分布于SBI-01~SBI-10上(除SBI-08);SbNRT1蛋白质均为疏水性蛋白,绝大多数蛋白质没有信号肽,且亚细胞定位在质膜上;二级结构以α-螺旋和无规则卷曲为主,SbNRT1蛋白三级结构与预测一致,可信度均达到93%;SbNRT1存在8个分支,高粱与谷子、玉米的NRT1同源关系更近,且高粱在进化上出现了单双子叶的分化;Sobic.004G193000基因在生育期多个部位表达水平较高,Sobic.001G133900、Sobic.003G295500和Sobic.001G302800在高粱根部受硝酸盐诱导表达,也受铵盐和尿素诱导;高粱种质基因组重测序数据计算的ka/ks值表明,SbNRT1的进化具有纯化效应。该研究结果为进一步探讨高粱氮高效相关基因的功能研究提供了基础。 展开更多

关键词 高粱 nrt1 基因表达 系统进化分析 DNA变异

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地黄NRT1家族基因的鉴定和表达特性分析 被引量：1

8

作者 古力 王丰青 +4 位作者 李明杰 林梅桂 王建明 王峰吉 张重义 《中国中药杂志》 CAS CSCD 北大核心 2021年第11期2788-2797,共10页

植物中NRT1家族蛋白具有吸收和转运硝酸盐的功能。为了鉴定地黄NRT1家族基因,该研究以11个拟南芥NRT1同源蛋白为探针序列,在地黄转录组数据库中进行BLASTN,对获得的NRT1家族蛋白的分子特征、保守结构域、跨膜结构、亚细胞定位、系统进... 植物中NRT1家族蛋白具有吸收和转运硝酸盐的功能。为了鉴定地黄NRT1家族基因,该研究以11个拟南芥NRT1同源蛋白为探针序列,在地黄转录组数据库中进行BLASTN,对获得的NRT1家族蛋白的分子特征、保守结构域、跨膜结构、亚细胞定位、系统进化树进行分析,并对NRT1家族基因的时空表达模式及其响应逆境胁迫的表达特性进行了系统研究。结果表明,18个地黄NRT1家族基因编码区长度1 260~1 806 bp,分别编码419~601个氨基酸,均具有典型的肽转运蛋白结构域,有7~12个跨膜结构域。大部分蛋白被定位在细胞质膜上,均为疏水性蛋白。同时,进化分析显示获取的NRT1蛋白家族可分为2个亚家族,其中14个NRT1家族基因在进化过程中发生了正向选择,4个基因发生了钝化选择。此外,18个NRT1家族基因在地黄不同组织中的表达模式存在较大差异,其表达量对逆境胁迫的响应特性也有区别,预示着18个NRT1家族蛋白可能在地黄硝酸盐转运中具有明显的功能分化。该研究为解读地黄生长发育对氮素的吸收和转运机制,进一步研究地黄NRT1蛋白在硝酸盐吸收和转运中的分子功能奠定了理论基础。 展开更多

关键词 地黄 nrt1蛋白 序列分析 表达特性

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水稻氮利用效率相关功能基因研究现状

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作者 张虎 吴月娥 段海燕 《农学学报》 2025年第8期6-12,共7页

本研究探讨水稻氮利用效率(NUE)的遗传基础和相关功能基因,指出氮肥的过度使用和总结阐述相关基因。将NUE性状分为生理性状(如氮吸收)和农艺性状(如分蘖数)两个方面来阐述对氮素吸收有利的重要基因。在生理性状方面,分别总结了影响水稻N... 本研究探讨水稻氮利用效率(NUE)的遗传基础和相关功能基因,指出氮肥的过度使用和总结阐述相关基因。将NUE性状分为生理性状(如氮吸收)和农艺性状(如分蘖数)两个方面来阐述对氮素吸收有利的重要基因。在生理性状方面,分别总结了影响水稻NH_(4)^(+)吸收和NO_(3)^(-)吸收的相关基因。水稻对NH_(4)^(+)的吸收主要受AMT超家族蛋白控制,而对NO_(3)^(-)转运的蛋白主要分为两大类:NRT1和NRT2,例如:OsAMT1.1和OsNRT1.1B等基因的过表达可以增加水稻对氮的吸收。在农艺性状方面,GRF4和NGR5等转录因子通过调控氮代谢基因表达,促进分蘖和籽粒生长,从而提高氮利用效率。这些发现为水稻育种提供了新的基因资源,有望培育出高氮利用效率、环境友好的新品种。 展开更多

关键词 水稻 氮利用效率(NUE) 遗传基础 基因 功能基因 AMT超家族蛋白 nrt1/NRT2 生理性状 农艺性状

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铵硝比例对不同基因型小白菜硝酸盐积累影响机理研究 被引量：2

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作者 赵首萍 张瑞麟 +1 位作者 徐明飞 郑纪慈 《土壤》 CAS CSCD 北大核心 2011年第1期32-38,共7页

本研究以前期工作中筛选出的硝酸盐积累量存在显著差异的2个不同基因型小白菜品种为材料,在人工气候箱水培条件下研究了不同铵硝比例对小白菜硝酸盐积累量、硝酸还原酶活性(NRA)和硝酸盐吸收基因NRT1和NRT2的表达量的影响。结果表明,不... 本研究以前期工作中筛选出的硝酸盐积累量存在显著差异的2个不同基因型小白菜品种为材料,在人工气候箱水培条件下研究了不同铵硝比例对小白菜硝酸盐积累量、硝酸还原酶活性(NRA)和硝酸盐吸收基因NRT1和NRT2的表达量的影响。结果表明,不同铵硝比例对小白菜硝酸盐积累量有显著影响,且存在基因型差异。四月慢对硝酸盐吸收、积累及同化利用的能力都强于华冠青梗菜,尤其是在高NO3-比例处理时。与华冠青梗菜相比,四月慢对NO3-的同化利用的能力更不易受铵硝比例的影响。NRT1和NRT2主要在根部表达,且NRT1的表达量显著高于NRT2,NRT1和NRT2的表达量变化规律只能在一定程度上解释小白菜不同基因型间硝酸盐积累量的差异,小白菜不同基因型品种间硝酸盐积累量差异的机理还需要进一步研究。 展开更多

关键词 小白菜 硝酸盐 基因型差异 nrt1 NRT2

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人参三醇皂苷对大鼠心肌缺血再灌注损伤的保护作用 被引量：23

11

作者 路航 王泺璎 王秋静 《中草药》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期275-280,共6页

目的观察人参三醇皂苷(PTS)对大鼠心肌缺血再灌注损伤(MIRI)的保护作用及其机制。方法 Wistar大鼠,随机分为6组:假手术组、模型组、阳性药组、PTS(22.5、45、90 mg/kg)组。采用结扎冠状动脉左前降支(LAD)的方法制备大鼠MIRI模型,缺血30 ... 目的观察人参三醇皂苷(PTS)对大鼠心肌缺血再灌注损伤(MIRI)的保护作用及其机制。方法 Wistar大鼠,随机分为6组:假手术组、模型组、阳性药组、PTS(22.5、45、90 mg/kg)组。采用结扎冠状动脉左前降支(LAD)的方法制备大鼠MIRI模型,缺血30 min再灌24 h;手术前ip给药,连续7d;观察给予PTS后MIRI大鼠心电图ST段和血清肌酸激酶同工酶(CK-MB)、心肌肌钙蛋白I(c Tn I)、白细胞介素-6(IL-6)和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)水平及心肌梗死面积、心肌组织病理、心肌细胞超微结构的改变。实时定量PCR检测心肌组织Nrf2和血红素氧合酶(HO-1)基因表达水平。结果与模型组比较,45、90 mg/kg PTS能显著降低MIRI模型大鼠ST段和血清CK-MB、c Tn I、IL-6、TNF-α水平,改善心肌形态结构的损伤程度,增加心肌组织Nrf2和HO-1基因表达水平。结论 PTS对MIRI大鼠心肌具有保护作用,其作用机制可能是通过上调Nrf2及其下游靶基因HO-1表达,抑制缺血再灌注所致的心肌炎性反应。 展开更多

关键词 人参三醇皂苷 缺血再灌注损伤 Nrt2/HO-1信号通路 炎症因子 超微结构

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毛竹硝态氮转运蛋白家族PeNPFs基因鉴定及其表达特性分析 被引量：4

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作者 袁婷婷 朱成磊 +2 位作者 杨克彬 宋新章 高志民 《林业科学研究》 CSCD 北大核心 2021年第3期1-12,共12页

[目的]鉴定毛竹中硝态氮转运蛋白(NPF)家族基因成员,系统分析其分子特征和表达模式,为深入研究毛竹NPF基因的硝态氮转运功能奠定基础。[方法]采用生物信息学方法从毛竹基因组中鉴定NPF家族基因成员,并对其启动子调控元件、基因结构、编... [目的]鉴定毛竹中硝态氮转运蛋白(NPF)家族基因成员,系统分析其分子特征和表达模式,为深入研究毛竹NPF基因的硝态氮转运功能奠定基础。[方法]采用生物信息学方法从毛竹基因组中鉴定NPF家族基因成员,并对其启动子调控元件、基因结构、编码蛋白理化性质、保守结构域、系统进化等进行全面分析,利用已有转录组数据,对毛竹NPF基因的组织表达特异性以及不同非生物胁迫和激素处理后的表达模式进行分析。[结果]在毛竹中共鉴定NPF家族成员基因27个,其基因结构差别较大,内含子数量为2~5个,编码区最长为2 286 bp (PeNPF7.4),最短为1 359 bp (PeNPF8.8)。基因启动子调控元件分析发现,PeNPFs启动子序列中包含多种与低温和干旱等非生物胁迫以及GA3和NAA等激素响应相关的元件。PeNPFs编码蛋白的分子量介于49.56~82.08 kDa之间,理论等电点为5.17~9.85,大部分是中性或碱性蛋白,均含有类似的跨膜结构;系统进化分析表明,毛竹27个PeNPFs分属于7个亚家族,各亚家族成员数量分别为1、3、1、6、1、7和8个;蛋白保守基序分析显示,PeNPFs共有10个保守基序,其中motif 1、motif 2和motif 4是各成员共有的高度保守的基序。基于转录组数据的表达谱热图分析显示,PeNPFs在叶片、花序、根、鞭和笋等不同组织中的表达存在一定差异,但各成员至少在1个组织中检测到表达,部分成员的表达表现为组织特异性或组成型表达。在冷和干旱处理后,PeNPF5.3、PeNPF7.2、PeNPF7.3和PeNPF8.7的表达量均显著下调,这与其启动子序列中存在与低温和干旱响应调控元件相一致;在GA3和NAA处理后,PeNPF7.3和PeNPF7.6呈相反的表达变化,而PeNPF7.1的表达趋势相似。[结论]毛竹中有27个NPFs家族基因成员,分为7个亚家族,各亚家族成员之间的分子特征和组织表达特异性均存在一定的差异,且一些基因对非生物胁迫和激素处理的响应变化均达到显著性差异,推测这些基因在毛竹不同组织中及应对不同环境过程中对硝态氮的转运可能发挥着不同的功能,研究结果为揭示PeNPFs的生物学功能提供了重要依据。 展开更多

关键词 毛竹 硝态氮转运蛋白基因 分子特征 表达模式

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