丹参Ca2+/H+反向转运蛋白(SmCAX)基因家族鉴定与表达分析

摘要

CAX(Ca2+/H+exchanger antiporter)是一类重要的跨膜转运蛋白,在调控植物Ca2+平衡,参与转运重金属离子中具有重要作用。研究丹参CAX家族基因的结构特征及表达特征有助于解析其功能。为揭示丹参CAX家族的功能,本研究运用生物信息学方法,结合丹参基因组和转录组鉴定出7个CAX家族成员。分析其编码蛋白质的理化性质、结构特征及亚细胞定位,以及不同组织中基因表达水平。结果显示,丹参CAX基因家族共包含7个成员,编码228~731个氨基酸,均为疏水性跨膜蛋白,二级结构以α螺旋为主,三级结构全为单体。亚细胞定位预测显示SmCAX蛋白主要分布在质膜或内质网膜上,其它部位也有少量分布。表达模式分析结果显示,丹参CAX家族成员表达模式差异较大:SmCAX3和SmCAX6在各组织中表达丰富,表达模式相似;SmCAX2和SmCAX5在叶组织中高表达,有明显的组织特异性;而SmCAX1与SmCAX4在野生丹参与栽培丹参中表达模式相反。本研究为今后深入阐释丹参CAX基因家族的功能提供了理论基础,并为运用基因工程技术改良丹参品质提供参考。