Журнал физиологии и патологии растений

Выявление массива паралогов транспортеров нитрата в геноме Arabidopsis Thaliana

Панчшила Ногия, Вандана Томар, Гурприт Каур Сидху, Раджеш Мехротра и Сандхья Мехротра

Растения получают паралоги генов как после мелкомасштабной дупликации (SSD), так и после дупликации всего генома (WGD). Известно, что растения сохраняют дуплицированные гены и расширяют свой генный репертуар, что вносит значительный вклад в эволюцию их геномов. Общее мнение заключается в том, что такие паралоги как отбираются, так и сохраняются в ходе эволюции, поскольку они экспрессируют различные уровни белков в различных временных и пространственных паттернах. У Arabidopsis thaliana паралоги, участвующие в сигнализации и регуляции транскрипции, очень часто сохраняются после событий дупликации генов и генома. Мы проанализировали события дупликации примитивного гена-транспортера нитрата NTR по всему геному Arabidopsis thaliana. Большинство паралогов приобрели функцию как высокоаффинных, низкоаффинных, так и двухаффинных транспортеров нитрата, некоторые из которых регулируются самими уровнями нитрата и участвуют в различных функциях растений, таких как эмбриональное развитие, подавление инициации боковых корней, открытие устьиц, транспорт ксилемы и флоэмы, реакция на рану и т. д. Для настоящего анализа 19 последовательностей белков-транспортеров нитрата были извлечены из базы данных TAIR и проанализированы с помощью веб-сервиса PINDA, а также вручную, что дало аналогичные результаты. Было обнаружено, что несколько транспортеров действуют как паралоги, поскольку между ними наблюдалась близкая гомология последовательностей. Результаты указывают на идею о том, что субфункционализация белков-транспортеров нитрата у высших растений произошла в результате серии событий дупликации генов.