Page 89 - 《广西植物》2023年第2期
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Ｇｕｉｈａｉａ Ｆｅｂ. ２０２３ꎬ ４３(２): ２８３－２９２
ＤＯＩ: １０.１１９３１/ ｇｕｉｈａｉａ.ｇｘｚｗ２０２００７００７
巩元勇ꎬ 赵丽华ꎬ 闫飞ꎬ 等ꎬ ２０２３. 棉花 ＤＵＲ３ 基因的鉴定及进化分析 [Ｊ]. 广西植物ꎬ ４３(２): ２８３－２９２.
ＧＯＮＧ ＹＹꎬ ＺＨＡＯ ＬＨꎬ ＹＡＮ Ｆꎬ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２３. Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎａｒｙ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｃｏｔｔｏｎ ＤＵＲ３ ｇｅｎｅ [Ｊ]. Ｇｕｉｈａｉａꎬ
４３(２): ２８３－２９２.
棉花 ＤＵＲ３ 基因的鉴定及进化分析
巩元勇 ꎬ 赵丽华 ꎬ 闫 飞 ꎬ 孙伊辰 ꎬ 王 慧 ꎬ 刘来华 ２∗
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( １. 攀枝花学院 生物与化学工程学院ꎬ 四川 攀枝花 ６１７０００ꎻ ２. 教育部植物与土壤互作重点实验室ꎬ
中国农业大学资源、环境及粮食安全中心ꎬ 北京 １００１９３ )
摘 要: 植物 ＤＵＲ３ 同源蛋白属于钠离子 / 溶质共运蛋白家族的尿素高亲和力运输蛋白ꎬ在植物体对外源尿
素的主动吸收及内源尿素的再分配过程中具有重要作用ꎮ 为明确棉花 ＤＵＲ３ 基因的结构和进化情况ꎬ基于
生物信息学的方法ꎬ从全基因组水平鉴定陆地棉和雷蒙德氏棉的 ＤＵＲ３ 基因ꎬ并对基因结构、跨膜结构域、
基序分布、进化关系等进行分析ꎮ 结果表明:(１) 从陆地棉 Ａ 亚组和 Ｄ 亚组染色体各鉴定出 １ 个 ＤＵＲ３ 基
因ꎬ从雷蒙德氏棉基因组鉴定出 １ 个 ＤＵＲ３ 基因ꎮ 这 ３ 个棉花 ＤＵＲ３ 同源蛋白同其他植物 ＤＵＲ３ 同源蛋白
一样ꎬ具有 １５ 个跨膜结构域ꎬ具有 ３ 个位置一致、高度保守的基序ꎮ (２) 基因结构分析表明ꎬ双子叶植物
ＤＵＲ３ 基因的外显子个数明显多于单子叶植物ꎬ这 ３ 个棉花 ＤＵＲ３ 基因的外显子个数亦是如此ꎮ (３)根据物
种间种属亲缘关系ꎬ对不同物种 ＤＵＲ３ 氨基酸序列构建的进化树显示ꎬ棉花的同双子叶植物的聚在一起ꎮ
(４)ＤＵＲ３ 直系同源基因和旁系同源基因的 Ｋ / Ｋ 比值普遍均大于 １ꎬ说明这些基因在进化过程中主要受到
ａ
ｓ
正向选择的作用ꎮ 该研究结果为深入研究棉花 ＤＵＲ３ 同源蛋白提供了理论基础ꎮ
关键词: 陆地棉ꎬ 雷蒙德氏棉ꎬ ＤＵＲ３ 基因ꎬ 生物信息ꎬ 进化
中图分类号: Ｑ９４３ 文献标识码: Ａ 文章编号: １０００￣３１４２(２０２３)０２￣０２８３￣１０
Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎａｒｙ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｃｏｔｔｏｎ ＤＵＲ３ ｇｅｎｅ
１ １ １ ２
ＧＯＮＧ Ｙｕａｎｙｏｎｇ ꎬ ＺＨＡＯ Ｌｉｈｕａ ꎬ ＹＡＮ Ｆｅｉ ꎬ ＳＵＮ Ｙｉｃｈｅｎ ꎬ
２ ２∗
ＷＡＮＧ Ｈｕｉ ꎬ ＬＩＵ Ｌａｉｈｕａ
( １. Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏｌｌｅｇｅꎬ Ｐａｎｚｈｉｈｕａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬ Ｐａｎｚｈｉｈｕａ ６１７０００ꎬ Ｓｉｃｈｕａｎꎬ Ｃｈｉｎａꎻ ２. Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｐｌａｎｔ￣Ｓｏｉｌ
Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｓꎬ Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎꎻ Ｃｅｎｔｅｒ ｆｏｒ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓꎬ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ａｎｄ Ｆｏｏｄ Ｓｅｃｕｒｉｔｙꎬ Ｃｈｉｎａ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬ Ｂｅｉｊｉｎｇ １００１９３ꎬ Ｃｈｉｎａ )
Ａｂｓｔｒａｃｔ: Ｐｌａｎｔ ＤＵＲ３ ｈｏｍｏｌｏｇｏｕｓ ｐｒｏｔｅｉｎ ｉｓ ａ ｈｉｇｈ ａｆｆｉｎｉｔｙ ｕｒｅａ ｔｒａｎｓｐｏｒｔｅｒ ｗｈｉｃｈ ｂｅｌｏｎｇｓ ｔｏ ｔｈｅ ｆａｍｉｌｙ ｏｆ ｓｏｄｉｕｍ/
ｓｏｌｕｔｅ ｓｙｍｐｏｒｔｅｒ ｆａｍｉｌｙꎬ ａｎｄ ｐｌａｙｓ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｒｏｌｅ ｉｎ ｔｈｅ ａｃｔｉｖｅ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｏｆ ｅｘｏｇｅｎｏｕｓ ｕｒｅａ ａｎｄ ｒｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ
ｅｎｄｏｇｅｎｏｕｓ ｕｒｅａ ｂｙ ｐｌａｎｔｓ. Ｔｈｅ ｐｕｒｐｏｓｅ ｏｆ ｔｈｉｓ ｓｔｕｄｙ ｗａｓ ｔｏ ｃｌａｒｉｆｙ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏｔｔｏｎ ＤＵＲ３
ｇｅｎｅ. Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｂｉｏｉｎｆｏｒｍａｔｉｃｓ ｍｅｔｈｏｄｓꎬ ＤＵＲ３ ｇｅｎｅｓ ｗｅｒｅ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄ ｆｒｏｍ Ｇｏｓｓｙｐｉｕｍ ｈｉｒｓｕｔｕｍ ａｎｄ Ｇ. ｒａｉｍｏｎｄｉｉ ｇｅｎｏｍｉｃ
ｓｅｑｕｅｎｃｅｓꎬ ａｎｄ ｔｈｅｎ ｔｈｅ ｇｅｎｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅꎬ ｔｒａｎｓｍｅｍｂｒａｎｅ ｄｏｍａｉｎꎬ ｍｏｔｉｆ ｌｏｃａｔｉｏｎꎬ ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｐｈｙｌｏｇｅｎｅｔｉｃ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐꎬ
收稿日期: ２０２２－０７－２０
基金项目: 国家自然科学基金(３１３０１６８２)ꎻ 金沙江干热河谷生态修复与治理创新研究团队专项经费(０３５２００１７９)ꎮ
第一作者: 巩元勇(１９８２－)ꎬ博士ꎬ副教授ꎬ主要从事植物生物技术研究ꎬ(Ｅ￣ｍａｉｌ)ｇｙｙ２０１１ｑｈ＠ １６３.ｃｏｍꎮ
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通信作者: 刘来华ꎬ博士ꎬ教授ꎬ研究方向为植物营养分子生物学ꎬ(Ｅ￣ｍａｉｌ)ｌｌ１０２５＠ ｃａｕ.ｅｄｕ.ｃｎꎮ
