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摘要
镁作为植物必需的一种营养元素，参与植物体内多种代谢以及生长发育调控等过程，CorA/MRS2型转运蛋白是广泛存在于植物中的重要镁离子转运体。本研究以葡萄为研究对象，根据公开数据库中葡萄的基因组数据筛选获得6个VvMRS2基因，并分别将其命名为VvMRS2-1～VvMRS2-6，便于后续分析。通过生物信息学方法对目标序列进行染色体定位、保守序列功能预测、系统发育及共线性分析；并分别对其表达产物进行理化性质、结构功能等方面的分析鉴定。结果表明：筛选的6个VvMRS2家族基因分布在6条染色体上，其基因外显子均为4个以上。通过构建葡萄与部分模式植物的VvMRS2基因家族系统发育树，发现该家族成员可以被分为5个群体(G1～G5)。共线性分析表明VvMRS2基因受到纯化选择作用。通过对VvMRS2基因的特异表达研究发现，VvMRS2基因家族中不同基因对不同时期的表达水平有所差异，推测MRS2基因可能参与葡萄的整个生长周期，包括生长期、转色期等。蛋白序列特征分析表明，6个VvMRS2家族基因编码产物均为亲水性蛋白，均具有2个跨膜结构以及镁转运蛋白保守区域三肽基序Gly-Met-Asn (GMN)，不含信号肽。高级结构分析显示，该家族蛋白二级结构中α-螺旋含量最高，三级结构部分具有相似性与差异性。顺式作用元件预测结果显示，VvMRS2基因的启动子序列上游中含有大量光响应元件和激素响应元件，暗示该基因家族基因转录活性可能受植物体相关代谢通路或信号分子的调控。蛋白互作网络结果推测该基因家族可能具有镁离子转运的功能且参与叶绿体代谢中，并广泛参与葡萄的各种生命活动。上述结果有望为深入了解VvMRS2基因家族的结构和功能提供理论依据。
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单位内蒙古科技大学包头师范学院
