水稻氨基酸转运载体基因家族的鉴定及表达分析
赵合明 马浩力 余礼 王昕 赵洁^*

武汉大学生命科学学院，杂交水稻国家重点实验室，湖北武汉 430072。
^*通讯作者：Tel: (+8627) 6875 6010; E-mail：jzhao@whu.edu.cn

摘要
    植物氨基酸转运载体（amino acid transporter, AAT）是负责氨基酸跨膜运输的膜蛋白，在植物生长发育过程中起着十分重要的作用。通过异源表达分析等方法，在拟南芥中已经至少鉴定出60个AAT基因，其中许多基因的功能也被揭示。但是，到目前为止，水稻基因组中AAT基因的数量、种类及其生物学功能仍然不十分清楚。本研究首先通过一系列生物信息学的方法，对水稻基因组中AAT基因进行综合分析，包括基因数量、分类、染色体分布、系统进化及蛋白特点等；另外，分析了该家族基因的时空表达模式以及部分基因对非生物胁迫的应答。结果表明，在水稻基因组中共存在85个AAT基因，分布于水稻的12条连锁群上。进化树分析发现，85个AAT基因被分为11个不同的亚家族，分别为AAP，LHT，GAT，ProT，ANT，AUX，ATLa，ATLb，CAT，ACT和LAT，与拟南芥中的亚家族分类具有高度的一致性。基因复制分析发现，分别有24和23个AAT基因参与了片段复制和串联复制，复制基因数约占总数的55.3%，表明在进化过程中，基因复制是该家族基因数量增加的主要方式。表达分析发现，12个基因在多数组织中高水平表达，18个基因在多数组织中低水平表达，而21个基因在特定组织中具有较高水平的表达。在非生物胁迫（干旱、盐分、低温）处理下，共有21个基因被显著上调或下调，其中9个基因的应答进行了qRT-PCR的验证。水稻和拟南芥同源基因的表达比较分析发现，有26个基因具有相似的表达模式，相关系数在0.7至0.9之间。该研究结果加深了人们对水稻氨基酸转运载体基因的认识，为该基因家族中单基因功能和调控机理的研究奠定了基础。

关键词：水稻；氨基酸；转运载体；表达分析