植物吸收、转移镉相关的转运蛋白CAXs和HMAs的研究进展

为探究植物对镉耐性的分子机理研究,提供植物蛋白转运重金属理论基础。本文分别归纳了CAX_S和HMAs的结构和功能及其对植物生长的影响,以及协同作用下解毒重金属的机制。CAXs在提高植物修复潜力和强化植物营养有重要作用,主要参与二价阳离子向膜内的转运,决定植物体内Ca²⁺的浓度,在重金属胁迫下参与重金属离子的转运和解毒。其运行与质膜、液泡膜HMAs产生的电化学H⁺梯度相关,通过在细胞质膜两侧建立电势梯度差,为CAXs转运物质提供了必不可少的能量支持。但CAXs和HMAs的协同作用机理有待加强研究,建议进行CAXs、HMAs蛋白活性测定、基因分离的鉴定,研究CAXs、HMAs蛋白之间的相互关系,为将来基因工程修复重金属污染的土壤提供可能性。     

不同镉积累基因型烟草CAX2基因克隆及序列分析

【目的】克隆不同镉积累基因型烟草中阳离子转运基因（CAX2）,为研究烟草CAX2基因在镉转运过程中的作用机理提供参考。【方法】根据NCBI中马铃薯的CAX2序列,BLAST烟草EST数据库,设计引物克隆普通烟草（Nicotiana tabacum）K326和黄花烟草（N. rustica）的CAX2基因,使用生物信息学方法进行序列分析。【结果】K326和黄花烟草CAX2基因（分别命名为NtCAX2和NrCAX2）编码区长度均为1314 bp,核苷酸序列一致性达98.0%;二者均编码437个氨基酸,仅有5个氨基酸位点存在差异。NtCAX2和NrCAX2蛋白同源性为98.9%,均有两个完全相同的Na+-Ca2+交换蛋白结构域,分别位于CAX2102~249 aa和293~426 aa区域,具有CAX家族共有的结构特征。NtCAX2和NrCAX2理论等电点分别为5.54和5.45,均有较强疏水性,包含11个跨膜结构域和两个重复区域α-1、α-2,三级结构以α-螺旋为主。系统进化分析结果表明,NtCAX2和NrCAX2与马铃薯（StCAX2）的亲缘关系最近,蛋白同源性均高于92.0%。【结论】K326和黄花烟草CAX2基因同源性较高,CAX2基因在茄科具有较高保守性。     

Identification of CAX gene family and expression profile analysis of response to abiotic stress in alfalfa北大核心CSCD

Ca²⁺/H⁺反向转运蛋白（CAX）是一类重要的跨膜转运蛋白,在调控植物Ca²⁺平衡、抵抗非生物胁迫和转运重金属离子等方面具有重要作用。利用生物信息学方法在全基因组水平对紫花苜蓿CAX基因家族进行了鉴定,并对其理化性质、结构特征、系统进化关系、顺式作用元件、染色体定位等进行了分析。结果表明,在紫花苜蓿全基因组中共筛选鉴定出15个MsCAX基因,分布于紫花苜蓿15条染色体上,发生22对基因片段重复事件,编码367~460个氨基酸,等电点为5.2~6.5,且均表现为疏水性蛋白。系统进化关系分析结果表明,MsCAXs分为2个亚家族,同一亚家族成员具有相似的基因结构、保守基序和跨膜结构域数量。MsCAXs启动子区域存在光响应性、激素反应性和胁迫响应元件。利用qRT-PCR分析了6个MsCAXs基因在非生物胁迫下的表达模式,结果表明,在干旱和低温胁迫下,6个MsCAX基因均显著下调表达,在盐和盐碱胁迫下,3个MsCAX基因上调表达。说明在不同的非生物胁迫下,MsCAXs基因表现出不同的表达模式。研究结果为进一步探索紫花苜蓿CAX基因家族的功能提供了参考。     

基于CAX技术的仿真教学方法

根据CAD、CAE、CAM等CAX技术所具有的丰富功能性和可视性，提出了基于CAX技术的仿真教学方法。通过实例指出了该教学方法有别于一般多媒体教学的优点：真实性和可靠性高、灵活性和交互性强、多效性和经济性好。该教学方法的实施将有利于在教师、学生和课件这3者之间建立起良好的交互关系，达到提高教学效果的目的。最后给出了实施该教学方法的建议。     

甘蔗Ca~(2+)/H~+反向运转体基因的克隆与表达分析

CAX(Ca~(2+)/H~+antiporter)是植物细胞膜Ca~(2+)主动运输体系的一个大类。本研究以高粱的CAX1基因(GenBank登录号为XM_002441593)为探针,利用电子克隆并结合RT-PCR技术,获得甘蔗CAX1基因的1条cDNA序列,命名为Sc CAX1(GenBank登录号为KT799799)。生物信息学分析显示,ScCAX1基因全长784 bp,包含1个645 bp的开放阅读框,编码1个214个氨基酸的蛋白质。ScCAX1蛋白被定位于叶绿体类囊体膜,为稳定的疏水性蛋白,不存在信号肽。蛋白二级结构元件多为α-螺旋,具有1个Na_Ca_ex superfamily。实时荧光定量PCR分析表明,甘蔗ScCAX1基因的表达具有组织特异性,在各组织中均表达,但在茎中表达量最低,叶中的表达量最高。在PEG、NaCl、SA、ABA和Me JA胁迫过程中,ScCAX1基因的表达均受到调控。其中ABA、SA和PEG胁迫下表达量上调,均在胁迫24 h达到最大值。SA胁迫24 h的表达量为对照的5.47倍,而ABA胁迫24 h的表达量为对照的3.5倍。NaCl胁迫6 h的表达量达最大值,为对照的2.14倍。推测ScCAX1基因能够响应逆境胁迫,其表达可能与甘蔗的抗盐、抗渗透胁迫性状有关。     

CAX技术在农机制造业的应用现状与展望

基于对CAX(CAD/CAM/CAE/CAPP)技术在我国农机制造业应用的研究分析,就CAX技术在农机模具设计、车身设计、底盘布置设计和农机轻量化等方面的应用,阐述了CAX技术的应用状况及其发展前景,为CAX技术在我国农机制造业的进一步应用和研究提供了借鉴。     

植物Cation/H＋反向转运蛋白研究进展

CAX是一种通过质子梯度产生的能量运输协调再分配钙离子（Ca2＋）等阳离子的转运蛋白,是Ca2＋/Cation antiporter （CaCA）大家族的一个分化枝.植物CAXs属于CAX三大类的Ⅰ型CAX.大部分植物CAXs有11个跨膜区（TM）和5个典型的功能域,即N-端自抑制区域（NRR）、C-端功能区域、Ca2＋功能域（CaD）、C功能域和D功能域.其中NRR存在于大部分CAX中,调节CAX的功能.以下综述了近年来国内外对CAX类蛋白的研究成果与进展,涉及到CAX家族的命名,亚家族的分类,CAX组织表达及亚细胞定位,特别是CAX的转运活性等研究.加强对CAX的研究对调节植物生长、提高农作物养分吸收和减轻土壤中污染物等有重要作用.