农业过程中通常会使用大量的氮肥来满足农作物的需求，但由于作物对氮肥的吸收不完全造成了水环境的污染[1-2]。植物生长过程中需要大量的氮素，它作为植物体内核酸和蛋白质等的主要成分，对作物的产量起着非常重要的作用，大约为40%～50%。植物对氨素的吸收主要是通过铵转运蛋白（Ammonium transporter，AMT）进行的[3-5]，研究发现低浓度的铵态氮（20～200 umol/L）能促进植物的生长，但过量会对种子的发芽和发育起到抑制作用，并会引起黄叶甚至死亡的现象。为了更好研究植物对氨素的吸收机制，对铵转运蛋白的研究就非常必要。自1994年在酿酒酵母和拟南芥中分离鉴定出介导铵离子的铵转运蛋白基因以来，越来越多学者投入到了铵转运蛋白的研究工作中，目前已在水稻、番茄、百脉根、甘蓝型油菜等多种植物中分离并鉴定了铵转运蛋白。植物中的铵转运蛋白家族可分为AMT1和AMT2两类，它们在功能上相互补充或重叠[6-9]。研究表明，位于细胞膜上的铵转运蛋白，首先通过根将土壤环境中的氨素进行吸收，再经过长距离运输将NH4+输送到整个植株体。而从全基因组角度全面进行玉米AMT基因的研究还没有报道，其AMT基因的数目和功能还不清楚，有待进一步研究。

本研究对象是玉米自交系B73，其基因数据来源于玉米基因组测序网站（http：//www.maizegenome.org/data_portal.html）。先通过生物信息技术方法对其AMT基因的组成进行预测，再对其在染色体上的位置、表达情况、外显子、内含子的差异及保守基序和系统进化树进行详细的分析，为进一步分析玉米AMT基因的功能打下基础，增加对玉米中氨素吸收机制的了解，为最终减少化肥的使用及降低农业污染提供一定的理论支撑。

1 AMT候选基因的确定及其蛋白信息

首先利用BioEdit软件建立玉米全蛋白序列数据的本地数据库；然后利用pfam数据库(http：//pfam.janelia.org/search/sequence)中的隐马尔可夫模型(HMM)将其与拟南芥AMT结构域的氨基酸序列进行BLAST序列比对，初步筛选出候选基因序列；再进行Pfam分析验证其蛋白是否含有保守的AMT结构域，并去除不含有保守的AMT结构域的基因序列；最后利用ClustalW方法对候选AMT基因蛋白序列进行多序列比对，去掉候选基因中的重复序列，即得到预测的AMT基因。为确保预测结果准确性，本实验对每个蛋白基因的ORF序列在NCBI网站进行BLAST搜索及本地同源性分析，去除部分不可靠序列，预测出候选AMT基因，最终得到8个含有AMT结构的基因，各基因的位置将其分别命名为ZmAMT-1，ZmAMT-2，ZmAMT-3，ZmAMT-4，ZmAMT-5，ZmAMT-6，ZmAMT-7，ZmAMT-8。从获得的8个铵转运蛋白信息知，玉米自交系B73铵转运蛋白的氨基酸残基数目为460～500，等电点（PI）介于6.50～8.20，大多数接近中性或偏碱性。具体如表1所示。

表1 玉米AMT基因及蛋白信息

编号染色体位置12345678基因名称ZmAMT-1 ZmAMT-2 ZmAMT-3 ZmAMT-4 ZmAMT-5 ZmAMT-6 ZmAMT-7 ZmAMT-8蛋白序列号GRMZM2G338809_P02 GRMZM2G118950_P01 GRMZM2G473697_P01 GRMZM2G043193_P01 GRMZM2G028736_P01 GRMZM2G080045_P01 GRMZM2G335218_P01 GRMZM2G175140_P01收录号none NM_001147808 none none NM_001136984 none none NM_001147356大小481 489 464 478 488 483 488 498分子量50 923 51 518 49 432 51 391 51 792 51 236 52 852 52 384等电点PI 7.49 6.98 6.92 6.50 7.55 8.20 7.11 7.78 12555681 0

2 玉米AMT基因的染色体定位

将玉米AMT基因序列分别与基因组DNA数据进行比对，得到基因在染色体上的定位信息，再将其分布绘制成图（图1）。从图1上可以看出玉米AMT基因不是均匀地分布在染色体上，其中1，2，6，8，10号染色体上各有1个AMT基因，且大多分布在染色体末端；5号染色体上含有3个AMT基因，其分布是最多的。

图1 玉米AMT基因染色体物理位置定位

3 玉米AMT基因外显子、内含子差异对比分析

将玉米的候选AMT基因序列导入Geneious软件，用ClustalW软件分别与各自所在的染色体全部基因进行比对，然后将比对结果的图形经过处理整合到一起，得到玉米AMT基因外显子、内含子差异对比分析图（图2）。从图2上可以看出ZmAMT-1和ZmAMT-6含有2个内含子及3个外显子，ZmAMT-3，ZmAMT-4和ZmAMT-7只含有1个内含子及2个外显子，其位置和大小各不相同；而ZmAMT-2，ZmAMT-5和ZmAMT-8只有1个外显子，不含有内含子，在转录过程中不会发生内含子的剪切，相对于有内含子的基因来说，能够更快地进入翻译阶段，此特殊结构可能和玉米在逆境中吸收氨有关系。

通过对冈优725、江优151和中优448等3种杂交水稻在不同含水率下滑动摩擦角的测量知，水稻芽种的最大滑动摩擦角在20°～40°之间，结合种子在种子箱中摩擦力和下滑力之间的关系，种子箱设计如图2所示。其最佳θ角取60°，种子箱最下端倾斜一定角度，便于种子直接充入型孔之中。种子箱低端安装挡片，以便调节播种量。

图2 玉米AMT基因外显子、内含子差异对比

4 AMT基因氨基酸序列比对和保守基序motif分析

将玉米AMT基因的氨基酸序列导入Geneious软件，对其蛋白的等电点(PI)、分子量(MW)以及氨基酸的数目(aa)进行分析。结果表明，ZmAMT-1，ZmAMT-3，ZmAMT-4，ZmAMT-6 和ZmAMT-7的氨基酸序列较为相近，而ZmAMT-2，ZmAMT-5和ZmAMT-8的氨基酸序列具有相似的保守基序的种类和数目。利用相关软件对玉米AMT基因的氨基酸序列进行比对和保守motif的分析（图3），其共同存在的motif序列见表2。其中motif1，2，3，4，5，8出现在所有的AMT序列中，motif10，11，13，14，17，18，19只出现在ZmAMT-2，ZmAMT-5和ZmAMT-8中，motif6，7，9，12只出现在 ZmAMT-1，ZmAMT-3，ZmAMT-4，ZmAMT-6和ZmAMT-7中，而motif15，16，20比较特别，分布没有规律；可知不同类型的AMT基因在motif数目和种类是有所区别的，初步推断ZmAMT-2，ZmAMT-5和 ZmAMT-8及 ZmAMT-1，ZmAMT-3，ZmAMT-4，ZmAMT-6和ZmAMT-7两组成员几乎含有相同的保守基序，其位置分布也较为保守。

图3 玉米AMT基因保守性基序的motif分析

表2 共有的保守基序序列

保守基序1 2 3 4 5 8共识序列[WT][GS]G[GP][FL]LF[GHQ][WS]GVID[FY][AS]G[GS][YG]V[IV]H[LM][SV][SG]GIAG[FL][TW][AG]A[YL][WI][VE]GPR[KH][PW][SN]V[IV][GD][AV][VC][QN]G[ML][IL][TG]G[LF][VA][CA]IT[PA][GA][AC][GS][LV]V[QE][GP]WAA[IVM][VI][MC]G[FV][LV][SA][GA][SW][VI][QA][SM][QMV][PL]G[LF][VA][IMV]L[YC][GA][GS][IS]V[KR][KA]K[WN][AT][VM]N[SI][AM][FL][MT][AN][LV][YL][AD][GKS][DR][RS][EV][AR][FL][PR][PG][NH][NS][IA][LS]L[VMT][LV][ALT]G[AT][GF]LLW[MF]GW[ATY]GFN[GP]G[SAD][PF][YT][AT][AI][NL][IK][DS][AYS][SG][PF][DAM][AY][TD][FLM][VF][LY][FY]Q[CWF][VA]FA[AI][IA][TA][LA][GIV][IL][LT][AS]GS[LI][LA][GE]R[MT][NQ][FI][KV]A[WY][ML][ILA][FY][VS][PA][LF][WL][LT][TG]F[SV]Y[TP][VI][GV][AS][FH]L[CF][WY][VY]L[WF][GA][FY][ANR][MF][AS]FG[DT][RP][LS][LN][PG]F[WI]G[KR][AH][FGR][FP][AG]L[GKS][QR]

5 玉米AMT类型基因系统进化树的构建

决定基因功能特点的重要因素之一是基因在染色体上的分布，对构建的玉米自交系B73中AMT基因的系统发育树（图4）及玉米自交系B73与其他模式生物中AMT基因的系统进化树（图5）进行分析可知，玉米的8个AMT基因主要分布在两个分支上，其中ZmAMT-2，ZmAMT-5和ZmAMT-8分布在同一分支上，此分支上包含有其他物种AMT1亚家族基因，说明这3种基因可以归为AMT1亚家族，水稻的12个AMT基因中也仅有3个属于AMT亚家族；而ZmAMT-1，ZmAMT-3，ZmAMT-4，ZmAMT-6和ZmAMT-7分布在同一支上，此分支上包含有其他物种的AMT2亚家族基因，说明这5种基因可以划分为AMT2亚家族。根据结构决定功能论的理论，可以推测出8个玉米AMT蛋白在氨的吸收和转运中分别发挥不同的功能[10-12]。同为禾本科的水稻和玉米与小麦具有较近的进化距离，它们的同源性较高，但玉米与双子叶植物的序列一致性略低。

图4 玉米自交系B73中AMT基因的系统进化树

图5 玉米自交系B73及其他模式生物中AMT基因的系统进化树

6 玉米AMT基因电子表达分析

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7 结束语

在实验过程中主要采用了两种方法对不同的数据库进行了搜索，但结果都得到8个预测的AMT基因，说明在对某类基因家族进行确定时，既可以通过其结构域氨基酸序列对该物种的蛋白数据库进行搜寻，也可以通过其他物种AMT基因ORF序列进行该物种的全基因组数据库的搜寻。本文结果是通过生物信息学的方法进行预测得到的，其真实性还需要后续实验验证。随着研究的深入和更多的植物全基因组测序工作的完成，通过全基因组数据进行基因家族分析也成为可能。文中在玉米最新的基因组数据的基础上进行了AMT基因家族的分析，对该基因家族的组成、特点和亲缘关系进行了深入的探讨，为进一步对玉米的AMT基因功能的分析提供了资料，并增加了对玉米生长过程中氨吸收机制的了解，生产过程中合理使用化肥，为降低农业面源污染方面做一些有意义的探索。

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运用电子表达谱的方法对玉米AMT基因进行分析后可知，每个基因的表达部位都存在一定的差异，说明玉米中8个AMT基因之间存在着差别。只有ZmAMT-8基因在穗丝中有表达；只有ZmAMT-4在子房中表达；ZmAMT-4和ZmAMT-6在花蕊中表达；ZmAMT-4和ZmAMT-7在胚芽中表达；ZmAMT-1，ZmAMT-3，ZmAMT-6和ZmAMT-7都在花粉和胚乳中表达；而ZmAMT-2，ZmAMT-4，ZmAMT-6和ZmAMT-8在玉米的根中表达，说明这4个基因在根对铵离子吸收中可能发挥着重要的作用；所有AMT基因都在叶子中表达。研究表明，AtAMT1.1特异性表达在根、茎、叶和芽中,AtAMT1.2主要在根中表达，微弱的表达在茎和叶中，而AtAMT1.3只在根中表达；OsAMT5均表现为叶特异性表达，在植株体内的功能主要是参与NH4+在器官和组织中的循环和转运。这些特异性表达的铵转运蛋白基因的存在说明植物的铵转运过程是一个严格控制的过程，铵转运蛋白除了在养分吸收中起重要作用外，可能还在根生长所需的营养转运中起作用[13-15]。后期需要对玉米这4个基因的功能进一步分析，研究结果将有助于了解根中铵离子吸收及转移机制。

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比如，某房屋发生火灾，房屋主发现时火势处于起步阶段可以轻易扑灭，但房屋主听之任之，火势迅速蔓延，最终整个房屋毁损。本次事件中，房屋主发现火灾前产生的经济损失可以认定为风险意义上的损失，但之后房屋毁损是其可预见，可防控的，则不能认定为损失。

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总而言之，幼儿园一日活动对幼儿园的儿童教育非常重要，一日保教活动的开展与具体的规范细则对幼儿园教师行为的规范起着重要的作用。随着社会的迅速发展，幼儿园的一日活动也要不断地完善其教学计划，提高教学效果。

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社会信息资源协同共享是智慧城市的重要特征之一，但其前提条件就是智慧设施的高度覆盖与循序渐进的精细化完善［7］，这就要求扬中市引进高新信息技术、完善智慧基础设施建设以满足智慧城市建设需要。首先，明确基础设施建设重点，按照智慧城市的发展方向选择科学的技术方案，推进各项基础设施建设。其次，政府应加强与企业的合作，加强人才培育和技术研发，逐渐实现城市基础设施、社会管理、公共服务的智慧化，为智慧城市建设提供坚实的硬件基础。

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