盐胁迫下珠美海棠Na+/H+逆向转运蛋白基因（MzNHX1）的分离及表达特性研究

土壤盐碱化在世界范围内广泛存在,盐害是植物最重要的非生物胁迫之一,它对植物的伤害主要表现在离子毒害和渗透胁迫,植物抵御盐胁迫的主要方式是将胞内过多的Na+外排和区隔化入液泡,这一过程是由Na+/H+逆向转运蛋白完成的。Na+/H+逆向转运蛋白广泛存在于细菌、酵母、藻类、动物和高等植物的膜系统上,是一种电中性的离子跨膜转运蛋白,具有维持渗透平衡、Na+稳态、K+/Na+比值、调节细胞质内pH等功能。目前,在GenBank中注册的Na+/H+逆向转运蛋白基因序列已达400多个。珠美海棠（Malus zumi）原产于日本北部山区,1976年引入我国,抗逆性强,耐盐碱,是优良的耐盐碱苹果砧木和盐碱地绿化树种,因此,克隆并分析其Na+/H+逆向转运蛋白基因具有重要的意义。 本研究通过已知的Na+/H+逆向转运蛋白基因设计兼并引物,通过RT-PCR和RACE技术,首次克隆得到珠美海棠Na+/H+逆向转运蛋白基因,命名为MzNHX1,并在GenBank注册,登录号为GQ503257,相应的蛋白质登录号为ADB80440。该基因全长2480bp,开放阅读框长1635bp,编码一个由544个氨基酸组成的蛋白MzNHX1,与拟南芥（AAF21755）、玫瑰（BAD93487.1）和杨树（ACU01853）等液泡型Na+/H+逆向转运蛋白序列有较高的同源性,同源性分别为78%、86%和81%,是一种定位于液泡膜的NHX-Ⅰ类Na+/H+逆向转运蛋白。其N-末端是由10个跨膜片段和2个非跨膜疏水片段组成的疏水结构域,C-末端具有亲水的长链尾巴,在TM3跨膜片段中含有保守序列85-LFFIYLLPPI-94,是Na+/H+逆向转运蛋白抑制剂氨氯吡嗪咪的结合位点。 通过实时荧光定量PCR技术首次分析了NHX基因家族在苹果属珠美海棠、新疆野苹果、西府海棠三个物种中的相对含量,并分析了NaCl、PEG胁迫和ABA处理下珠美海棠MzNHX1基因在叶片和根系中的表达情况。结果发现:在苹果属的三个物种中,珠美海棠中NHX基因家族的相对含量最多;珠美海棠MzNHX1蛋白属于组成型Na+/H+逆向转运蛋白;盐、干旱、ABA三种逆境胁迫均能诱导MzNHX1基因表达量的增加,且根系中表达量高于叶片中表达量。说明珠美海棠MzNHX1基因与其抗逆性有关,且根系在珠美海棠的抗逆性中有重要的作用。本研究从分子水平揭示了珠美海棠的耐盐机制,丰富了木本植物耐盐基因库,为应用基因工程培育木本耐盐植物特别是耐盐果树新品种提供良好的基因资源。