桃PIN蛋白基因家族鉴定及其在不同树型桃中的表达分析

生长素外向转运体PIN(PIN-FORMED)蛋白是一种典型的跨膜运输蛋白,通过参与植物体内生长素的极性运输进而在植物的生长发育过程中发挥重要作用.为弄清PIN蛋白在桃(Prunus persica)基因组中的分布、结构及进化,研究家族成员在不同树型桃中的表达特性,利用拟南芥(Arabidopsis thaliana)已知的8个PIN蛋白和Mem_trans(PF03547)保守域从桃全基因组中进行桃PIN蛋白基因家族成员鉴定,并利用TBtools v0.6733、GSDS 2.0、MEME 4.9、Protparam V12.1、MEGA 7.0、PlantCARE等生物信息学软件对鉴定到的PpPIN蛋白基因家族成员进行染色体定位、基因结构、蛋白质理化性质、motif基序、系统进化和启动子顺式作用元件分析;基于转录组测序结果和qRT-PCR对PpPINs基因在不同树型桃中的表达特性进行分析.本研究鉴定出15个PpPIN蛋白基因家族成员;15个PpPIN基因不均匀分布在桃6条染色体上,除PpPIN3和PpPIN5外,其余的PpPIN基因均含有内含子,内含子数量在1～10;桃PIN蛋白家族成员全部为亲水蛋白,编码的氨基酸数目在357～678,等电点介于4.97～9.40;与苹果(Malus×domestica)、拟南芥、水稻(Oryza sativa)、毛果杨(Populus trichocarpa)、马铃薯(Solanum tuberosum)、玉米(Zea mays)和大豆(Glycine max)的聚类分析结果将8个物种的PIN蛋白分为3类(经典型,非经典型1和非经典型2);根据进化分析结果将15个PpPIN分为3类,分别含有6个、2个和7个PIN蛋白;其中经典型和非经典型1的8个PpPIN蛋白的保守基序数量均为10个,且10个motif的排列顺序相同,而非经典型2的7个PpPIN蛋白的保守基序数量8～11不等,且保守基序排列方式也不尽相同.15个PpPIN基因启动子顺式作用元件分析结果表明PpPIN蛋白基因家族成员受到光、温、干旱胁迫等环境条件及脱落酸、赤霉素等多种激素的影响.15个PpPIN基因在不同树型桃中差异表达,PpPIN12在'粉花寿星桃'(矮化型)茎尖中的表达量显著高于'秋蜜红'(普通型),而在'洒红龙柱'(柱型)中的表达量显著低于'大久保'(普通型);PpPIN2基因在'大久保'(普通型)的分枝连接处韧皮部上的表达量显著高于'洒红龙柱'(柱型),而PpPIN13基因在'大久保'(普通型)的分枝连接处韧皮部上的表达量显著低于'洒红龙柱'(柱型).PpPIN12、PpPIN2和PpPIN133个基因可能在调控桃树株高和分枝角度形成过程中发挥重要作用.