植物Na+/H+逆向转运蛋白（NHX）家族重复基因的起源方式、功能分化模式及分化机制

植物NHX基因编码Na+/H+逆向转运蛋白，在植物体离子平衡调节和提高对逆境的耐性方面发挥重要作用。前期研究结果显示植物基因组中存在多个NHX重复基因，并在表达式样、生理功能和亚细胞定位等方面发生了不同程度的分化，但目前对不同重复基因的相互关系和功能分化的分子机制缺乏了解。本项目拟通过基因系统发育分析了解不同重复拷贝产生的时间、重复机制及其演化关系；在明确不同NHX基因直系或并系同源关系的基础上，对不同类型NHX基因的表达调控元件和潜在的信号肽序列进行计算性挖掘和预测，并运用系列缺失分析技术和构建融合蛋白的手段对预测结果进行实验验证，以深入了解NHX基因结构变异与功能分化的内在联系，在阐明植物NHX重复基因功能分化式样和分化机制的同时，为更加合理有效地利用NHX基因资源提供依据。

植物NHX基因编码 Na+/H+逆向转运蛋白，在植物体离子平衡调节和提高对逆境的耐性方面发挥重要作用。前期研究结果显示植物基因组中存在多个NHX重复基因，并在表达式样、生理功能和亚细胞定位等方面发生了不同程度的分化，但目前对不同重复基因的相互关系和功能分化的分子机制缺乏了解。在本项研究中，首先进行了系统发育分析，结果显示，植物I类(AtNHX1-4)和II类(AtNHX5-6) NHX各自独立起源，均起源于原生生物，在各种植物类群中均有分布。其次，由系统发育分析的结果预测两类NHX不同亚细胞定位的关键序列存在于C端非跨膜区。最后，我们以拟南芥AtNHX2和AtNHX5分别为两类NHX的代表，构建了一系列C端非跨膜区片段缺失的GFP融合蛋白，包括C端非跨膜区全长缺失和部分缺失等。通过在拟南芥原生质体中瞬时表达及激光共聚焦显微镜的观察，目前已验证了各类NHX亚细胞定位的关键氨基酸序列。我们的研究结果证实NHX序列结构变异是其功能分化的基础，在一定程度上阐明了植物NHX重复基因功能分化的分子基础，也为更加合理有效利用NHX基因资源提供了理论依据。