拟南芥验证基因功能 拟南芥ＡｔＭＧＴ３基因转运功能研究

　　摘要：对拟南芥AtMGT3基因的Mg2+转运功能进行了初步研究，AtMGT3转录本的半定量分析表明，AtMGT3在根、茎、叶、花、角果中均有表达，但在花中表达量最高，根中最少，MM281功能互补和液体生长曲线结果表明：AtMGT3功能互补细菌Mg2+转运突变株，具有Mg2+转运能力；AtMGT3介导Mg2+的低亲和性吸收，是一个低亲和性Mg2+转运蛋白；AtMGT3可能还能转运Fe2+，但转运Fe2+浓度超出了正常的生理浓度，在正常生理条件下，At-MGT3的主要生理功能是作为Mg2+转运蛋白起作用。

　　关键词：AtMCT3；功能互补分析；低亲和Mg2+转运蛋白

　　中图分类号：Q943　文献标识码：A　文章编号：1007-7847(2007)04-0328-06

　　Mg2+是植物细胞中最丰富的二价金属离子，其在一系列酶促反应中作为辅因子起作用，Mg2+是构成叶绿素的主要组成成分和酶的活化剂，参与脂肪代谢，促进磷素的转运以及某些维生素的合成；并且参与维持细胞膜的稳定；Mg2+对植物液泡离子通道以及叶绿体RNA的稳定性都有重要的调控作用，缺失足够的Mg2+，核糖体亚单位将会分离，同时细胞膜也会变成松弛渗漏的状态，离子状态的镁调节许多重要的酶促代谢，还可通过特定的金属结合位点在膜蛋白通道中起作用。

　　由于Mg2+独特的几何特性和化学特性，有人猜测其转运系统也具独特性，细菌中的研究支持该假说，目前，整个生物界中已发现有五大Mg2+转运家族：CorA家族、Mg2+/H+交换体、离子通道、P型磷酸酶和MgtE基因家族，主要的Mg2+转运家族是细菌中的CorA家族，CorA序列上存在保守 ……此处隐藏6982个字…… 蛋白可能在外界Mg2+浓度低时(为μmol/L范围内)发挥作用。低亲和Mg2+转运可能在外界Mg2+浓度高时(在mmol/L水平)发挥作用，为了适应土壤中不断变化的镁离子含量及应付其它形式的胁迫，就需要有不同特性的Mg2+转运蛋白来介导植物根部对Mg2+的吸收。

　　2)在细胞本身的内环境中，不同的亚细胞环境中Mg2+的浓度也不一致，多个转运蛋白基因与Mg2+转运有关，它们可能在植物细胞不同的膜上起作用，除了质膜外，细胞中还有很多其它细胞器膜，如线粒体膜、叶绿体膜、液泡膜、高尔基体膜等，已知AtMGT1、AtMGT7和AtMGT10定位在质膜上，AtMGT2定位在线粒体内膜上，AtMHX在液泡膜上介导M广的转运；其它的Mg2+转运蛋白也有可能在其它细胞器膜上发挥作用，然而，即使某些基因定位在相同的膜上，它们也可能在植物的不同组织中，或者相同组织的不同发育时期起到Mg2+转运功能，因此在植物的不同发育时期以及不同的亚细胞结构之间需要有不同转运特性的Mg2+转运蛋白来介导Mg2+的转运，维持植物细胞中Mg2~的动态平衡。

　　综上所述，我们对Mg2+转运基因AtMGT3进行了生化功能的初步研究，进一步的研究可集中于AtMGT3转运Mg2+的直接证据，如原子吸收分光光度实验，同位素示踪实验，及其转运Mg2+是否是离子偶联的，又与何种离子偶联，从而为更好地理解AtMGT家族转运Mg2+的分子机制提供新的信息。

　　作者简介：邓沛怡(1982―)，男，湖南怀化人，硕士研究生，主要从事植物分子生物学研究；李东屏(1966―)，男，湖南安乡人，湖南师范大学副教授，博士，通讯作者，主要从事植物分子生物学研究。