镍是植物体内一种必需的微量营养元素。它是脲酶的金属辅基，脲酶的作用是催化尿素水解，广泛分布于细菌、真菌、藻类及高等植物中。此外在某些微生物中，镍还是镍铁氢化酶、一氧化碳脱氢酶、乙酰辅酶A脱羧酶/合成酶、超氧化物岐化酶SodN和甲基辅酶M还原酶的必须组分。钴没有被定义为必需的营养元素，但在许多种植物中均发现了这种元素。大量研究都表明加少量钴对作物产量有积极作用，因此将其定义为有益元素。　　金属离子转运蛋白在细胞、组织和器官水平上担负着吸收及运送金属离子功能。目前从拟南芥中克隆到的金属离子转运蛋白家族主要有ZIP家族、YSL家族和NRAMP家族。对微生物的研究中，发现了高亲和性的镍钴离子转运蛋白。这种高亲和性镍和钴的吸收过程主要依赖于ABC转运系统和其他一些次级转运蛋白。目前在植物体内镍钴离子的吸收转运过程尚不清楚，几乎没有有关镍钴转运蛋白的研究报道。本研究从模式植物拟南芥中，克隆得到一个基因(At4g35080)，该基因编码一个假定的高亲和性Ni2+/Co2+的转运体（a putative high-affinity nickel/cobalt transporter）（简称AtHAN）。经测序AtHAN基因开放阅读框（ORF）长为1098bp，编码365个氨基酸，对其氨基酸序列进行了功能域分析，预测AtHAN的140-364个氨基酸具有高亲和地转运镍钴离子的功能，是有5个跨膜区的跨膜蛋白。　　将pREP3-AtHAN重组质粒和pREP3空载体转化到酵母镍离子吸收缺陷型菌株△nic(l)p中，使用原子吸收光谱法测定了转基因酵母中镍钻离子的含量。结果表明AtHAN参与了酵母细胞对于镍离子和钻离子的吸收过程。但是在添加不同浓度镍离子的培养基上，转基因酵母的生长相对于对照没有明显差别;添加0.6mM钴时转基因酵母的生长差于对照。我们推测酵母细胞对于镍离子的需要量很低（nM级别），培养环境中充足的镍源足以保证酵母细胞的正常生长。过量的添加镍离子对转基因酵母和对照均具有胁迫作用，故生长没有明显的差别。酵母中的亚细胞定位研究表明，AtHAN蛋白定位于酵母细胞内质网上。　　对AtHAN基因的表达特性的研究表明AtHAN基因在花和根中的表达量较高，基因的表达受环境中镍离子和钴离子含量的影响。将AtHAN基因构建到植物表达载体pBI121，并转化到拟南芥中鉴定得到AtHAN过表达植株。相对于野生型植株过表达拟南芥对较高浓度的钴表现出敏感性，而镍处理下没有表现出明显的表型特征。40μM、150μM CoCl2的处理条件下，过表达拟南芥植株叶中Co2+的积累量大于野生型，根中积累量基本相同。而NiSO4处理条件下根和叶中的Ni2+的积累量基本相同。推测AtHAN可能参与了钴离子的运输，使过表达拟南芥植株的叶中积累了高浓度的钴，进而影响了了植株的生长。