植物鋅鐵轉運相關蛋白家族的研究進展

李素貞 陳景堂

（河北農業大學農學院 國家玉米改良中心河北分中心，保定 071001）

鋅和鐵是生物體所必需的微量元素，在植物的生長發育過程中有著重要作用［1］。鋅是生物體300多種酶和重要蛋白質的結構輔助因子［2］。鋅不僅參與機體的各種代謝，在生物膜穩定和基因表達調控等生理機能中也擔負著重要的角色［3］。適量增加植物體內鋅的含量可提高作物產量，而鋅的缺乏會導致葉綠素、脂質、蛋白、質膜的氧化破壞。植物體內鋅離子的過度積累又會對植物產生毒害。

鐵在細胞呼吸、光合作用和金屬蛋白的催化反應過程中發揮重要作用，是重要的電子傳遞體。因此，鐵元素在原核和真核生物的生命活動中具有不可替代的功能。另外，細胞內過高的Fe3+/Fe2+氧化還原勢會導致超氧化合物的產生，對細胞造成傷害［4］。因此，嚴格控制植物體內金屬離子的平衡是至關重要的，這依賴于各種轉運體的協同作用，包括鋅、鐵轉運體蛋白家族（Zinc-regulated transporters，Ironregulated transporter-like proteins，ZIP）、自然抗性相關巨噬蛋白家族（The natural resistance associated macrophage protein，NRAMP）、陽離子擴散輔助蛋白家族（Cation diffusion facilitator proteins，CDF）、植物重金屬ATP酶家族P1B-ATPase（Heavy metal ATPases，HMA）、黃色條紋蛋白家族（yellow stripe-like，YSL）和三磷酸結合盒轉運蛋白（ATP-binding cassette transporter）。這些運輸蛋白對于植物鋅鐵吸收、體內分配以及維持細胞內鋅鐵離子的平衡具有重要作用［5，6］。

1 參與鋅鐵吸收的蛋白

參與鋅鐵吸收的蛋白主要有3類，都是以蛋白家族形式存在的.包括ZIP即鋅調控轉運體（Zincregulated transporter，ZRT）和鐵調控轉運體（Ironregulated transporter，IRT），黃色條紋蛋白家族家族（yellow stripe-like）和自然抗性相關巨噬蛋白家族（NRAMP）等蛋白定位于質膜上，其主要參與重金屬離子從質外體或細胞器中轉運至細胞質的過程［5］。

1.1 ZIP蛋白家族

ZIP即鋅調控轉運體（Zinc-regulated transporter，ZRT）和鐵調控轉運體（Iron-regulated transporter，IRT）。酵母功能互補試驗顯示ZIP家族基因能夠轉運包括Zn2+、Fe2+、Cu2+、Cd2+在內的多種金屬離子［7］。ZIP一般由309-476個氨基酸殘基組成，有8個潛在的跨膜結構域和相似的拓撲結構，第3和第4跨膜區之間有一長的可變區，可變區位于胞內，其C、N-末端位于胞外，該區富含組氨酸殘基，可能與金屬的結合、轉運有關［7］。

目前在擬南芥、水稻、蒺藜苜蓿、大豆、野生型二粒小麥、葡萄等植物中鑒定出ZIP基因并對其功能進行了研究。在擬南芥中發現16個ZIP家族基因，AtIRT1是通過酵母互補試驗分離得到的第一個ZIP功能基因，其主要在根部表達，且該基因的過表達可導致鎳的過度積累［8-12］。AtIRT2主要在根部表達，定位在囊泡，推測具有細胞內過量金屬元素的解毒功能［13，14］。AtIRT3能互補鋅、鐵轉運雙突變體，過表達AtIRT3會使鋅在地上部、鐵在地下部積累［15］。表達分析顯示，AtZIP1、AtZIP5、AtZIP9、AtZIP12和AtIRT3受缺鋅誘導，由此可推測，這些基因在缺鋅條件下可能增強鋅的吸收能力［16］。

ZIP家族基因在水稻中也有研究報道［17-22］，OsIRT1為鐵轉運體，在缺鐵條件下負責從土壤中吸收鐵［11］，其過表達可使地上部、地下部和成熟種子中的鋅鐵含量提高［22］。OsZIP1和OsZIP3受缺鋅誘導于地上部和地下部中表達量升高，而OsZIP2主要在地下部表達升高［17］。原位雜交試驗顯示OsZIP1和OsZIP3主要在根和莖的維管束和根部韌皮部細胞中表達［17］，而OsZIP4則主要在韌皮部和分生組織表達［18］。過表達OsZIP5或OsZIP8會使水稻地上部的鋅含量降低，而地下部中鋅過量積累［20，21］。

野生二粒小麥中克隆的TdZIP1為缺鋅誘導的鋅轉運體，其定位在內質網，過表達TdZIP1導致鋅在細胞內的積累產生細胞毒性［23］。Northern分析發現GmZIP1在缺鋅23 d的大豆根、莖和葉中不表達，但在缺鋅大豆的根瘤中表達，且隨著缺失天數增加至35 d時，表達量達到最高，推測GmZIP1可能在植株與根瘤菌的共生中發揮作用［24］。在模式豆科植物蒺藜苜蓿中MtZIP1、MtZIP5和MtZIP6互補鋅缺陷酵母突變株，MtZIP4和MtZIP7互補錳缺陷酵母突變株，而MtZIP3、MtZIP5和MtZIP6互補鐵缺陷酵母突變株［25］，說明ZIP家族基因具有一定的金屬元素選擇性。ZmZLP1是從玉米花粉cDNA文庫中分離得到的ZIP-like家族基因，其編碼蛋白定位在內質網中，可能負責鋅從內質網到細胞質的轉運，參與未折疊蛋白反應，并且提高酵母細胞的耐熱性［26］。

1.2 YSL蛋白家族

ZmYSL1是最早從缺鐵脅迫玉米根系cDNA文庫中分離得到的基因，它是多肽轉運蛋白家族的一個成員，能夠轉運麥根酸類物質［Muginetic acids，Mas與鐵離子螯合物（Mas-Fe3+）的功能］，其酵母互補試驗也證明了YSL1的鐵轉運載體功能［27，28］。從玉米中共預測出15個YSL基因，跨膜結構域6-17個，編碼序列891-2 088 bp。另有研究表明ZmYSL1定位在側根和根冠的表皮細胞及葉肉細胞，主要參與鐵及其他多種金屬離子的吸收與胞內運輸［29］。玉米YSL1突變體由于不能轉運Fe3+-植物載體復合物（PS）而使玉米葉脈間失綠，呈現黃色條紋狀，因此被命名為yellow stripe（YS）［30］。水稻基因組中具有15個YSL成員，在缺鐵條件下OsYSL2在葉片中的表達量升高，且證明OsYSL2可轉運尼克煙酰胺（NA）-Fe和NA-Mn螯合物。這些結果表明，OsYSL2負責NA-Fe和NA-Mn在韌皮部的運輸，并且具有將鐵和錳轉運至籽粒中的作用［31］。OsYSL16則在維管束MA-Fe3+的分配中起重要作用［32］。

AtYSL1、AtYSL2和AtYSL3是擬南芥中的YSL家族成員。AtYSL1基因特異存在于幼芽和花粉中，高鐵條件下，AtYSL1在幼芽中的轉錄水平會增高。ysl1突變體地上部積累大量NA，而種子中的鐵和NA含量明顯比野生型的含量低［33］。這些結果表明，AtYSL1可能具有將鐵從莖和葉轉移至種子中的作用［33］。此外，AtYSL2轉運NA-Fe和NA-Cu螯合物，在根部和地上部都有表達，并且AtYSL2的轉錄水平受鐵和銅的調節，表明AtYSL2可能參與金屬離子在維管束中的橫向運輸［5，34］。AtYSL3可能在維管束細胞中起到轉運金屬-NA復合物的作用［35］。HvYSL5主要在大麥的根中表達（成熟根區表達，根尖不表達），并且受缺鐵誘導，時空表達分析發現HvYSL5呈現出晝夜節律，基因敲除后植物沒有表現出明顯的表型，推測HvYSL5可能具有瞬時儲存鐵或者植物鐵載體的功能［36］。

1.3 NRAMP蛋白家族

自然抗性巨噬蛋白（NRAMP）主要參與多種二價金屬陽離子的轉運，如Zn2+、Fe2+、Cu2+、Mn2+等［37］。NRAMP家族基因編碼多肽分子，其氨基酸序列具有高度的同源性和相似的二級結構，包括10-12個跨膜結構域，1-2個糖基化的胞質外環狀結構和一個胞質內的轉運蛋白結構域［5，38］。

在擬南芥中和水稻中分別克隆了5個AtNRAMP基因和3個OsNRAMP基因，AtNRAMP1、3、4與水稻OsNRAMP1和OsNRAMP3屬于一類。AtNRAMP2-5和水稻OsNRAMP2代表另一類蛋白［39］。AtNRAMP1、2在根和芽中表達，過表達AtNRAMP1的番茄對鐵脅迫的耐受力增強［40］。另有研究表明，AtNRAMP3和AtNRAMP4定位到液泡膜上，負責將Fe2+從液泡運到胞質，其轉錄水平受到細胞內鐵離子濃度的調節。低鐵條件下，nramp3和nramp4導致種子萌發晚于野生型，AtNRAMP1、3、4能互補酵母缺陷型雙突變株對錳或鐵的吸收功能。AtNRAMP3和AtNRAMP4能夠提高酵母對鎘的敏感性，并導致鎘的積累。該結果表明AtNRAMP編碼多種底物特異性的金屬轉運蛋白［41，42］。在水稻中，微陣列分析發現OsNRAMP1在缺鐵條件下表達上調，OsNRAMP1蛋白定位在質膜上，可轉運Fe和Cd，主要在根中表達，參與細胞中鎘的吸收與積累［43］。OsNRAMP2主要在葉中表達，OsNRAMP3在所有組織都表達。Sperotto等［44］發現，OsNRAMP7和OsNRAMP8與水稻籽粒中鋅、鐵的濃度呈現出負相關性。說明這兩個基因對籽粒中鋅、鐵離子濃度的積累不利。

2 參與鋅鐵排出的蛋白

參與鋅鐵排出的蛋白主要有3類，包括陽離子擴散協助家族蛋白（CDF）、P1B型ATPases、三磷酸結合盒轉運蛋白（ATP-binding cassette transporter）具有將重金屬運載出細胞質或進入特定的細胞器的功能，因此可能具有解毒功能［5，6］。

2.1 CDF蛋白家族

CDF（cation diffusion facilitator）蛋白可將胞質內過量的Zn2+轉運至胞外，或區室化胞內過量的Zn2+，以起到解毒或儲存的作用［45］。大部分的CDF家族成員具有6個跨膜結構域，并有相似的拓撲結構。CDF家族最保守的序列為第Ⅰ、Ⅱ、Ⅴ跨膜區，具有極保守的極性或帶電氨基酸，可能與底物的轉運有關［46］。在植物中第一個鑒定出的CDF家族成員是ZAT，后被更名為AtMTP1，其編碼蛋白定位在葉片和根部細胞的液泡膜上，可能具有將Zn2+運載至液泡的作用［47］。過表達AtMTP1可提高植物對高鋅脅迫的耐受性，并且會提高植株根部鋅含量［48］。AtMTP3定位在液泡膜上，在zrc1cot1雙突變的芽殖酵母中能夠提高對鋅和鈷的耐受性，過表達AtMTP3可增加擬南芥根和蓮座葉中鋅的含量和提高耐受性。野生型擬南芥在高鋅、高鈷濃度且無毒害條件下，能使AtMTP3在根毛區的表皮細胞中表達增強。RNA干擾AtMTP3會導致植物細胞對高鋅脅迫比較敏感［49］。HvMTP1是大麥中的一個CDF成員，與AtMTP1高度相似，但不像AtMTP1高度選擇Zn2+，而是對Zn2+和Co2+高度親和，其定位在液泡膜上［50］。

水稻中也有CDF家族蛋白的研究，OsMTP1是一個二價陽離子轉運蛋白，其定位在細胞膜上，可轉移Zn2+和Cd2+以及其他重金屬離子，并且保持金屬離子的體內平衡［51］。OZT1是在水稻中發現的一個定位到液泡中的CDF家族蛋白，其在各種組織中均有表達，并且在高Zn2+和Cd2+脅迫條件下表達上調，OZT1在酵母中表達能夠增強酵母對Zn2+和Cd2+的耐受性，這些試驗表明，OZT1能夠轉運和保持植物體中Zn、Cd和其他重金屬的平衡［52］。

2.2 P1B型ATPases

P型ATPases超級家族包括多個重金屬ATPases（HMA），P1B型ATPases是其中的一個亞族。Zn2+、Cd2+、Pb2+和Co2+等離子利用水解ATP釋放的能量進行跨膜運輸。P-ATPase的合成包括一個磷酸化介導的酶促反應，故稱之為P-ATPases［53］。ATPase一般含8個跨膜結構域，在第Ⅵ與第Ⅶ跨膜結構域之間有一個大的胞質環，環上有磷酸化結構域。膜內有Cys-pro-Cys/His/Ser基序，在金屬元素轉運過程中起作用［1，54-56］。

在擬南芥中發現了8個HMA成員，其中HMA1-4是二價陽離子載體，參與Cd2+/Pb2+/Zn2+/Co2+的運輸，HMA5-8是單價陽離子載體，參與Ag+/Cu+的運輸［53，57］。擬南芥中AtHMA2和AtHMA4是Zn2+和Cd2+的高親和性質膜轉運蛋白定位在質膜上，主要在根、莖和葉片的微管組織表達，通過向胞外排出過量的Zn2+和Cd2+，提高植物對Zn和Cd的耐受性［58］。hma2和hma4雙突變體導致地上部鋅的含量降低，hma4單突變使鋅的含量也比野生型低，HMA2是依賴于Zn2+的ATPase，雖然也能被Cd2+等離子所激活，但激活程度比Zn2+低，過表達AtHMA4能夠改善根在高濃度Zn2+和Cd2+條件下的生長狀況，并且地上部鋅和鎘的含量增加。這些結果表明，HMA2和HMA4對于調節植物體內鋅離子的平衡有重要作用，HMA4可能參與金屬離子咋木質部的裝載［59-62］。在煙草中表達AtHMA4可以改變Zn和Cd在根和地上部的分配，并且增加植株對Zn和Cd的耐受性［63］。

2.3 三磷酸結合盒轉運蛋白

三磷酸結合盒轉運蛋白包含4-6個跨膜疏水區域、ATP結合區域和核苷酸結合區域。三磷酸結合盒轉運蛋白利用水解ATP釋放的能量使多種重金屬離子進行跨膜運輸。MRP與PDR是目前了解得最為詳細的三磷酸結合盒轉運蛋白亞族，與重金屬的解毒有關。參與鋅鐵轉運的三磷酸結合盒蛋白，目前在水稻中有OsPDR9，鋅和鎘可誘導OsPDR9在水稻幼苗的根中表達［63］在擬南芥中發現了120個三磷酸結合盒轉運蛋白，但目前研究得還很少。

3 結語

增加糧食作物籽粒中的鋅鐵含量，對滿足人類鋅鐵營養具有重要意義，研究作物籽粒富集鋅和鐵的生理機制，利用現代分子生物技術生物強化籽粒中鋅鐵的含量是增加籽粒中鋅鐵含量的一種途徑。目前，已知許多轉運蛋白參與了植物體內鋅鐵離子平衡網絡系統，一些蛋白也被應用到植物的轉基因研究中，如在大麥中過表達AtZIP1基因能夠增加鋅和鐵在種子中的含量。同樣，過表達OsIRT1基因，水稻中鋅和鐵的含量在地上部、地下部和種子中都有所提高。但在水稻中過表達OsZIP4、OsZIP5、OsZIP8和OsZIP9，結果導致過量的鋅聚集于根部，降低了植株地上部分的鋅含量，沒有達到在籽粒中增加鋅含量的目的。因此，這些基因的過表達對水稻籽粒中鋅的富集不利。這些結果表明，異位過表達對于鋅鐵的積累與分布可能會起到一定的作用。然而，有關鋅鐵轉運蛋白在籽粒中的研究還很少。所以，可以先研究籽粒中某些基因的表達模式，鑒定出其中對于轉運或儲藏鋅鐵起關鍵作用的基因，然后進行過表達或者組織特異性表達這些基因，以提高籽粒中鋅鐵含量的目的。

［1］ Wintz H, Fox T, Wu YY, et al. Expression profiles of Arabidopsis thaliana in mineral deficiencies reveal novel transporters involved in metal homeostasis［J］. The Journal of Biological Chemistry, 2003, 278（48）：47644-47653.

［2］ Haydon MJ, Cobbett CS. A novel major facilitator superfamily protein at the tonoplast influences zinc tolerance and accumulation in Arabidopsis［J］. Plant Physiology, 2007, 143（4）：1705-1719.

［3］ Mathews WR, Wang F, Eide DJ, Van Doren M. Drosophila fear of intimacy encodes a Zrt/IRT-like protein（ZIP）family zinc transporter functionally related to mammalian ZIP proteins［J］. The Journal of Biological Chemistry, 2005, 280（1）：787-795.

［4］ Briat JF, Lebrun M. Plant responses to metal toxicity［J］. Comptes Rendus de l’Academie des Sciences Serie III, Sciences de la Vie, 1999, 322（1）：43-54.

［5］ Colangelo EP, Guerinot ML. Put the metal to the petal：metal uptake and transport throughout plants［J］. Current Opinion in Plant Biology, 2006, 9（3）：322-330.

［6］ Yang X, Feng Y, He Z, Stoffella PJ. Molecular mechanisms of heavy metal hyperaccumulation and phytoremediation［J］. J Trace Elem Med Biol, 2005, 18（4）：339-353.

［7］ Guerinot ML. The ZIP family of metal transporters［J］. Biochim Biophys Acta, 2000, 1465（1-2）：190-198.

［8］ Eide D, Broderius M, Fett J, Guerinot ML. A novel iron-regulated metal transporter from plants identified by functional expression in yeast［J］. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 1996, 93（11）：5624-5628.

［9］ Henriques R, Jasik J, Klein M, et al. Knock-out of Arabidopsis metal transporter gene IRT1 results in iron deficiency accompanied by cell differentiation defects. Plant Molecular Biology, 2002, 50（4-5）：587-597.

［10］ Varotto C, Maiwald D, Pesaresi P, et al. The metal ion transporter IRT1 is necessary for iron homeostasis and efficient photosynthesis in Arabidopsis thaliana［J］. The Plant journal：for Cell and Molecular Biology, 2002, 31（5）：589-599.

［11］ Vert G, Grotz N, Dedaldechamp F, et al. IRT1, an Arabidopsis transporter essential for iron uptake from the soil and for plant growth［J］. Plant Cell, 2002, 14（6）：1223-1233.

［12］ Nishida S, Tsuzuki C, Kato A, et al. AtIRT1, the primary iron uptake transporter in the root, mediates excess nickel accumulation in Arabidopsis thaliana［J］. Plant & cell Physiology, 2011, 52（8）：1433-1442.

［13］ Vert G, Briat JF, Curie C. ArabidopsisIRT2 gene encodes a rootperiphery iron transporter［J］. The Plant Journal：for Cell and Molecular Biology, 2001, 26（2）：181-189.

［14］ Vert G, Barberon M, Zelazny E, et al. Arabidopsis IRT2 cooperates with the high-affinity iron uptake system to maintain iron homeostasis in root epidermal cells［J］. Planta, 2009, 229（6）：1171-1179.

［15］ Lin YF, Liang HM, Yang SY, et al. Arabidopsis IRT3 is a zinc-regulated and plasma membrane localized zinc/iron transporter［J］. The New Phytologist, 2009, 182（2）：392-404.

［16］ Kramer U, Talke IN, Hanikenne M. Transition metal transport［J］. FEBS Lett, 2007, 581（12）：2263-2272.

［17］ Ramesh SA, Shin R, Eide DJ, Schachtman DP. Differential metal selectivity and gene expression of two zinc transporters from rice. Plant Physiol, 2003, 133（1）：126-134.

［18］ Ishimaru Y, Suzuki M, Kobayashi T, et al. OsZIP4, a novel zincregulated zinc transporter in rice［J］. Journal of Experimental Botany, 2005, 56（422）：3207-3214.

［19］ Yang X, Huang J, Jiang Y, Zhang HS. Cloning and functional identification of two members of the ZIP（Zrt, Irt-like protein）gene family in rice（Oryza sativa L.）［J］. Molecular Biology Reports, 2009, 36（2）：281-287.

［20］ Lee S, Kim SA, Lee J, et al. Zinc deficiency-inducible OsZIP8 encodes a plasma membrane-localized zinc transporter in rice［J］. Molecules and Cells, 2010, 29（6）：551-558.

［21］ Lee S, Jeong HJ, Kim SA, et al. OsZIP5 is a plasma membrane zinc transporter in rice［J］. Plant Molecular Biology, 2010, 73（4-5）：507-517.

［22］ Lee S, An G. Over-expression of OsIRT1 leads to increased iron and zinc accumulations in rice［J］. Plant, Cell & Environment, 2009, 32（4）：408-416.

［23］ Durmaz E, Coruh C, Dinler G, et al. Expression and cellular localization of ZIP1 transporter under zinc deficiency in wild emmer wheat［J］. Plant Molecular Biology Reporter, 2011, 29（3）：582-596.

［24］ Moreau S, Thomson RM, Kaiser BN, et al. GmZIP1 encodes a symbiosis-specific zinc transporter in soybean［J］. J Biol Chem, 2002, 277（7）：4738-4746.

［25］ Lopez-Millan AF, Ellis DR, Grusak MA. Identification and characterization of several new members of the ZIP family of metal ion transporters in Medicago truncatula［J］. Plant Molecular Biology, 2004, 54（4）：583-596.

［26］ Xu Y, Wang B, Yu J, et al. Cloning and characterisation of ZmZLP1, a gene encoding an endoplasmic reticulum-localised zinc transporter in Zea mays［J］. Functional Plant Biology, 2010, 37（3）：194-205.

［27］ Curie C, Panaviene Z, Loulergue C, et al. Maize yellow stripe1 encodes a membrane protein directly involved in Fe（III）uptake［J］. Nature, 2001, 409（6818）：346-349.

［28］ Schaaf G, Ludewig U, Erenoglu BE, et al. ZmYS1 functions as a proton-coupled symporter for phytosiderophore-and nicotianaminechelated metals［J］. The Journal of Biological Chemistry, 2004, 279（10）：9091-9096.

［29］ Ueno D, Yamaji N, Ma JF. Further characterization of ferricphytosiderophore transporters ZmYS1 and HvYS1 in maize and barley［J］. Journal of Experimental Botany, 2009, 60（12）：3513-3520.

［30］ von Wiren N, Klair S, Bansal S, et al. Nicotianamine chelates both FeIIIand FeII. Implications for metal transport in plants［J］. Plant Physiology, 1999, 119（3）：1107-1114.

［31］ Koike S, Inoue H, Mizuno D, et al. OsYSL2 is a rice metal-nicotianamine transporter that is regulated by iron and expressed in the phloem［J］. Plant J, 2004, 39（3）：415-424.

［32］ Kakei Y, Ishimaru Y, Kobayashi T, et al. OsYSL16 plays a role in the allocation of iron［J］. Plant Molecular Biology, 2012, 79（6）：583-594.

［33］ Le Jean M, Schikora A, Mari S, et al. A loss-of-function mutation in AtYSL1 reveals its role in iron and nicotianamine seed loading［J］. Plant J, 2005, 44（5）：769-782.

［34］ DiDonato RJ Jr, Roberts LA, Sanderson T, et al. Arabidopsis Yellow Stripe-Like2（YSL2）：a metal-regulated gene encoding a plasma membrane transporter of nicotianamine-metal complexes［J］. Plant J, 2004, 39（3）：403-414.

［35］ Waters BM, Chu HH, Didonato RJ, et al. Mutations in Arabidopsis yellow stripe-like1 and yellow stripe-like3 reveal their roles in metal ion homeostasis and loading of metal ions in seeds［J］. Plant Physiology, 2006, 141（4）：1446-1458.

［36］ Zheng L, Fujii M, Yamaji N, et al. Isolation and characterization of a barley yellow stripe-like gene, HvYSL5［J］. Plant & Cell Physiology, 2011, 52（5）：765-774.

［37］ Nevo Y, Nelson N. The NRAMP family of metal-ion transporters［J］. Biochimica et Biophysica Acta, 2006, 1763（7）：609-620.

［38］ Cellier M, Prive G, Belouchi A, et al. Nramp defines a family of membrane proteins［J］. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 1995, 92（22）：10089-10093.

［39］ Curie C, Alonso JM, Le Jean M, et al. Involvement of NRAMP1 from Arabidopsis thaliana in iron transport［J］. The Biochemical Journal, 2000, 347（Pt 3）：749-755.

［40］ Bereczky Z, Wang HY, Schubert V, et al. Differential regulation of nramp and irt metal transporter genes in wild type and iron uptake mutants of tomato［J］. The Journal of Biological Chemistry, 2003, 278（27）：24697-24704.

［41］ Thomine S, Lelievre F, Debarbieux E, et al. AtNRAMP3, a multispecific vacuolar metal transporter involved in plant responses to iron deficiency［J］. The Plant Journal：for Cell and Molecular Biology, 2003, 34（5）：685-695.

［42］ Lanquar V, Lelievre F, Bolte S, et al. Mobilization of vacuolar iron by AtNRAMP3 and AtNRAMP4 is essential for seed germination on low iron［J］. The EMBO Journal, 2005, 24（23）：4041-4051.

［43］ Takahashi R, Ishimaru Y, Nakanishi H, Nishizawa NK. Role of the iron transporter OsNRAMP1 in cadmium uptake and accumulation in rice［J］. Plant Signaling & Behavior, 2011, 6（11）：1813-1816.

［44］ Sperotto RA, Boff T, Duarte GL, et al. Identification of putative target genes to manipulate Fe and Zn concentrations in rice grains［J］. Journal of Plant Physiology 2010, 167（17）：1500-1506.

［45］ Gaither LA, Eide DJ. Eukaryotic zinc transporters and their regulation［J］. Biometals, 2001, 14（3-4）：251-270.

［46］ Kambe T, Yamaguchi-Iwai Y, Sasaki R, Nagao M. Overview of mammalian zinc transporters［J］. Cellular and Molecular Life Sciences：CMLS, 2004, 61（1）：49-68.

［47］ Kobae Y, Uemura T, Sato MH, et al. Zinc transporter of Arabidopsis thaliana AtMTP1 is localized to vacuolar membranes and implicated in zinc homeostasis［J］. Plant & Cell Physiology, 2004, 45（12）：1749-1758.

［48］ van der Zaal BJ, Neuteboom LW, Pinas JE, et al. Overexpression of a novel Arabidopsis gene related to putative zinc-transporter genes from animals can lead to enhanced zinc resistance and accumulation［J］. Plant Physiology, 1999, 119（3）：1047-1055.

［49］ Arrivault S, Senger T, Kramer U. The Arabidopsis metal tolerance protein AtMTP3 maintains metal homeostasis by mediating Zn exclusion from the shoot under Fe deficiency and Zn oversupply［J］. The Plant Journal：for Cell and Molecular Biology, 2006, 46（5）：861-879.

［50］ Podar D, Scherer J, Noordally Z, et al. Metal selectivity determinants in a family of transition metal transporters［J］. The Journal of Biological Chemistry, 2012, 287（5）：3185-3196.

［51］ Yuan L, Yang S, Liu B, et al. Molecular characterization of a rice metal tolerance protein, OsMTP1［J］. Plant Cell Reports, 2012, 31（1）：67-79.

［52］ Lan HX, Wang ZF, Wang QH, et al. Characterization of a vacuolar zinc transporter OZT1 in rice（Oryza sativa L.）［J］. Molecular Biology Reports, 2013, 40（2）：1201-1210.

［53］ Baxter I, Tchieu J, Sussman MR, et al. Genomic comparison of P-type ATPase ion pumps in Arabidopsis and rice［J］. Plant Physiology, 2003, 132（2）：618-628.

［54］ Hall JL, Williams LE. Transition metal transporters in plants［J］. Journal of Experimental Botany, 2003, 54（393）：2601-2613.

［55］ Williams LE, Pittman JK, Hall JL. Emerging mechanisms for heavy metal transport in plants［J］. Biochimica et Biophysica Acta, 2000, 1465（1-2）：104-126.

［56］ Axelsen KB, Palmgren MG. Inventory of the superfamily of P-type ion pumps in Arabidopsis［J］. Plant Physiology, 2001, 126（2）：696-706.

［57］ Woeste KE, Kieber JJ. A strong loss-of-function mutation in RAN1 results in constitutive activation of the ethylene response pathway as well as a rosette-lethal phenotype［J］. The Plant Cell, 2000, 12（3）：443-455.

［58］ Papoyan A, Kochian LV. Identification of Thlaspi caerulescens genes that may be involved in heavy metal hyperaccumulation and tolerance. Characterization of a novel heavy metal transporting ATPase［J］. Plant Physiology, 2004, 136（3）：3814-3823.

［59］ Eren E, Arguello JM. Arabidopsis HMA2, a divalent heavy metaltransporting P（IB）-type ATPase, is involved in cytoplasmic Zn2+homeostasis［J］. Plant Physiology, 2004, 136（3）：3712-3723.

［60］ Verret F, Gravot A, Auroy P, et al. Overexpression of AtHMA4 enhances root-to-shoot translocation of zinc and cadmium and plant metal tolerance［J］. FEBS Letters, 2004, 576（3）：306-312.

［61］ Verret F, Gravot A, Auroy P, et al. Heavy metal transport by AtHMA4 involves the N-terminal degenerated metal binding domain and the C-terminal His11 stretch［J］. FEBS Letters, 2005, 579（6）：1515-1522.

［62］ Hussain D, Haydon MJ, Wang Y, et al. P-type ATPase heavy metal transporters with roles in essential zinc homeostasis in Arabidopsis［J］. The Plant Cell, 2004, 16（5）：1327-1339.

［63］ Siemianowski O, Mills RF, Williams LE, Antosiewicz DM. Expression of the P（（1）B）-type ATPase AtHMA4 in tobacco modifies Zn and Cd root to shoot partitioning and metal tolerance［J］. Plant Biotechnology Journal, 2011, 9（1）：64-74.

［64］ Moons A. Ospdr9, which encodes a PDR-type ABC transporter, is induced by heavy metals, hypoxic stress and redox perturbations in rice roots［J］. FEBS Letters, 2003, 553（3）：370-376.