Zeitschrift für Pflanzenphysiologie und Pathologie

Aufklärung einer Reihe von Nitrattransporter-Paralogen im Genom von Arabidopsis Thaliana

Panchsheela Nogia, Vandana Tomar, Gurpreet Kaur Sidhu, Rajesh Mehrotra und Sandhya Mehrotra

Pflanzen bilden Genparaloge sowohl nach kleinräumiger Duplikation (SSD) als auch nach Duplikation des gesamten Genoms (WGD). Es ist bekannt, dass Pflanzen duplizierte Gene behalten und ihr Genrepertoire erweitern, was stark zur Evolution ihrer Genome beiträgt. Die allgemeine Ansicht ist, dass solche Paraloge in der Evolution sowohl ausgewählt als auch erhalten bleiben, da sie variable Proteinmengen in unterschiedlichen zeitlichen und räumlichen Mustern exprimieren. In Arabidopsis thaliana bleiben Paraloge, die an der Signalgebung und Transkriptionsregulierung beteiligt sind, nach Gen- und Genomduplikationsereignissen sehr oft erhalten. Wir analysierten Duplikationsereignisse eines primitiven Nitrattransportergens NTR im gesamten Genom von Arabidopsis thaliana. Die Mehrheit der Paraloge hat die Funktion von Nitrattransportern sowohl mit hoher, niedriger als auch mit doppelter Affinität übernommen, wobei einige selbst durch den Nitratspiegel reguliert werden und an verschiedenen Pflanzenfunktionen beteiligt sind, wie z. B. Embryonalentwicklung, Unterdrückung der Seitenwurzelbildung, Spaltöffnungsöffnung, Xylem- und Phloemtransport, Wundreaktion usw. Für die vorliegende Analyse wurden 19 Nitrattransporterproteinsequenzen aus der TAIR-Datenbank abgerufen und mit dem Webdiensttool PINDA sowie manuell analysiert, was analoge Ergebnisse lieferte. Es stellte sich heraus, dass mehrere Transporter als Paraloge fungieren, da zwischen ihnen eine enge Sequenzhomologie beobachtet wurde. Die Ergebnisse legen die Annahme nahe, dass die Subfunktionalisierung von Nitrattransporterproteinen in höheren Pflanzen als Folge einer Reihe von Genduplikationsereignissen stattfand.