茶树CsMGTs基因的克隆及其镁转运功能分析

• 作者: 唐磊 肖罗丹 黄伊凡 肖斌 龚春梅
• 学科: 农学
• 关键词: 茶树 MRS2/MGT 基因克隆 表达模式 功能分析
• 年，卷（期）: 2022,（6）
• 所属期刊栏目: 研究报告
• 页码范围: 761-776
• 页数: 15页
• 分类号: S571.1,Q946.91+2
• 语种: 中文

摘要

镁离子（Mg2+）作为叶绿素的中心成分，是植物细胞中含量最丰富的二价阳离子，也是多种酶的激活剂，特别是茶氨酸合成酶的活性依赖Mg2+，常被作为茶树专用肥的特征成分，因此对茶树的生长发育和茶叶的品质形成至关重要。MRS2/MGT家族镁转运蛋白在维持植物体内Mg2+的吸收转运、胞内平衡和耐逆性等方面起着重要的作用。为探究茶树MRS2/MGT家族镁转运蛋白基因的功能，以茶树品种陕茶1号为材料，克隆了4条MRS2/MGT镁转运蛋白基因，分别命名为CsMGT1、CsMGT2、CsMGT2.1和CsMGT3。生物信息学分析表明，这4个转运蛋白在C末端均含有2个跨膜结构域和1个保守的GMN三肽基序；系统发育分析显示，CsMGT1属于Clade C成员，而CsMGT2、CsMGT2.1和CsMGT3属于Clade B成员，所编码蛋白与木本植物柑橘MGT家族的亲缘关系最近。实时荧光定量PCR（qRT-PCR）分析表明，CsMGT1、CsMGT2、CsMGT2.1和CsMGT3在茶树的根、茎、叶、花中呈组成型表达，且根和叶对Mg2+浓度均表现出不同程度的响应。鼠伤寒沙门氏菌镁转运缺失突变株MM281功能互补试验表明，CsMGT1和CsMGT2均具有Mg2+转运功能，且CsMGT1的Mg2+转运功能优于CsMGT2，而CsMGT2.1和CsMGT3几乎没有镁离子转运功能。本研究结果丰富了茶树CsMGTs家族的生物学功能，为进一步阐明茶树通过镁转运功能机制实现对镁离子的利用奠定了前期研究基础。