锌铁转运蛋白基因 OsZIP5 和 OsZIP9 参与水稻 Zn2+ 和 Cd2+ 的吸收和转运

锌(Zn)和镉(Cd)在水稻中的积累与世界粮食营养健康与安全息息相关。锌和镉具有相似的化学和物理性质，但在高等生物中具有不同的生理效应。在植物中，通过不同基因家族的不同转运蛋白参与锌和镉的吸收或转运。本研究对水稻锌铁转运蛋白(zinc-regulated transporters, iron-regulated transporter-like proteins, ZIPs)基因家族的 16 个成员进行生物信息学分析，并在锌缺乏或加镉胁迫条件下开展其表达模式分析，探究ZIP 基因家族成员在水稻锌和镉吸收及累积过程中可能的生物学功能。研究发现，OsZIP5 和 OsZIP9 同时受锌缺乏和镉胁迫的诱导表达。通过异源酵母表达验证了 OsZIP5 和 OsZIP9 具有 Zn2+ 和 Cd2+ 的转运活性，并进一步通过不同时期不同组织的表达模式分析发掘 OsZIP5 和 OsZIP9 在水稻 Zn2+ 和 Cd2+ 吸收或转运中的作用。本研究为水稻 ZIP 基因家族成员参与 Zn2+ 和 Cd2+ 的吸收和累积的相关研究提供参考。