麻疯树PIN基因家族的鉴定与生物信息学分析 被引量：12

1

作者 王占军 杨立伟 +6 位作者 徐忠东 欧祖兰 袁华玲 任意飞 齐璐璐 何子昂 陈延松 《分子植物育种》 CAS CSCD 北大核心 2015年第5期1111-1122,共12页

PIN基因家族是一类调控植物生长素极性运输的重要载体元件。本研究利用功能已知的拟南芥PIN蛋白家族为参考序列,在麻疯树全基因组数据中共鉴定出9条PIN基因,并针对9条JcPIN基因开展系统的生物信息学研究,开展进化树构建和基序分析以及... PIN基因家族是一类调控植物生长素极性运输的重要载体元件。本研究利用功能已知的拟南芥PIN蛋白家族为参考序列,在麻疯树全基因组数据中共鉴定出9条PIN基因,并针对9条JcPIN基因开展系统的生物信息学研究,开展进化树构建和基序分析以及基因表达研究和密码子偏好性解析。结果发现:9条麻疯树PIN蛋白多属于由碱性氨基酸组成的稳定蛋白,均为位于细胞质膜上的非分泌蛋白;蛋白家族含有保守的N末端结构域,二级结构与拟南芥PIN蛋白相似;进化结果表明麻疯树PIN基因与毛果杨PIN基因家族关系最近;表达分析发现了4个可信度较高的麻疯树PIN基因,密码子偏好性分析确定了13个高频密码子,揭示了异源表达JcPIN时需要改造的密码子。研究结果可为将来开展麻疯树PIN基因家族的功能研究奠定重要基础,也为麻疯树其他基因家族和其他拥有大量数据的植物基因家族研究提供参考。 展开更多

关键词 麻疯树 生长素 pin基因家族 生物信息学

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甘蓝型油菜PIN家族基因的鉴定与生物信息学分析 被引量：7

2

作者 高堃 华营鹏 +3 位作者 宋海星 官春云 张振华 周婷 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第9期1334-1346,共13页

PIN家族基因是一类调控植物生长素极性运输的重要载体元件,PIN基因编码生长素输出蛋白,介导生长素在植物体的运输,然而在基因组较复杂的甘蓝型油菜中缺乏系统研究。本研究运用生物信息学方法在甘蓝型油菜全基因组数据库筛选甘蓝型油菜PI... PIN家族基因是一类调控植物生长素极性运输的重要载体元件,PIN基因编码生长素输出蛋白,介导生长素在植物体的运输,然而在基因组较复杂的甘蓝型油菜中缺乏系统研究。本研究运用生物信息学方法在甘蓝型油菜全基因组数据库筛选甘蓝型油菜PIN家族基因,对鉴定出的29个Bn PINs基因开展拷贝数变异、分子特征、跨膜结构域、保守基序、染色体定位、系统进化树构建、PIN蛋白二级结构及三级结构预测等研究,结合高通量转录组测序进行低氮胁迫下的转录水平分析。结果表明,甘蓝型油菜PIN家族基因拷贝数明显多于拟南芥、甘蓝和白菜所具有的PIN家族基因数量;Bn PINs蛋白多属于由碱性氨基酸组成的稳定蛋白,含有保守的N末端结构域,二级结构与拟南芥PIN蛋白相似;系统进化选择能力分析表明,Bn PINs基因与甘蓝和白菜PIN家族基因进化关系相近。转录组测序表明,Bn PIN1s、Bn PIN2s、Bn PIN3s基因主要在甘蓝型油菜根部表达且受长期低氮(72 h)诱导,Bn PIN6s和Bn PIN8s基因主要在地上部表达,低氮会抑制Bn PIN6s表达。本研究结果为进一步研究甘蓝型油菜PIN家族基因生物学功能尤其是在响应低氮胁迫中的功能奠定基础,为已知大量数据的其他物种家族基因生物信息学研究提供参考。 展开更多

关键词 甘蓝型油菜 生长素 pin 家族基因 生物信息学

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毛竹PIN基因家族的鉴定与生物信息学分析 被引量：7

3

作者 白羽聪 李翔宇 +4 位作者 程占超 侯丹 刘俊 谢丽华 高健 《分子植物育种》 CAS CSCD 北大核心 2019年第16期5238-5247,共10页

PIN基因家族是植物特有的一类控制生长素输出的跨膜基因家族。毛竹(Phyllostachys edulis)中PIN基因家族的生物信息学分析一直未见报道。本研究以拟南芥、水稻PIN基因家族为参考序列在毛竹基因组数据库中共鉴定出7条PIN基因,并对其系统... PIN基因家族是植物特有的一类控制生长素输出的跨膜基因家族。毛竹(Phyllostachys edulis)中PIN基因家族的生物信息学分析一直未见报道。本研究以拟南芥、水稻PIN基因家族为参考序列在毛竹基因组数据库中共鉴定出7条PIN基因,并对其系统进化、保守基序以及在毛竹笋中的差异表达模式进行分析,同时通过实时荧光定量聚合酶链式反应(qRT-PCR)检测PIN基因家族在毛竹生长八个时期和主根、侧根、芽点、腋芽四个组织的相对表达量。结果发现,7条PIN蛋白多属于碱性蛋白,大部分均含有明显的跨膜结构特征。进化结果说明毛竹PIN基因家族与水稻、玉米进化关系较为密切,家族基因进化较保守。表达分析表明,除PhePIN3亚家族外,其他基因都在笋快速生长时期高量表达。PhePIN1-1可能参与了生长素从源到库运输的整个过程,PhePIN1-2主要参与根的生长素调控作用,而PhePIN3亚家族可能不直接参与生长素的运输过程,依靠PIN基因家族成员的生长素从源端运输后可能主要在主根发挥作用。本研究结果证明毛竹PIN基因家族在笋生长的过程中至关重要,为开展毛竹生长素相关的基因家族的研究提供了理论依据。 展开更多

关键词 毛竹(Phyllostachys edulis) pin基因家族 生长素 笋生长

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甜瓜PIN基因家族的鉴定及高温胁迫表达分析 被引量：2

4

作者 李敬蕊 王育博 +4 位作者 解紫薇 李畅 吴晓蕾 宫彬彬 高洪波 《生物技术通报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期192-204,共13页

生长素输出载体蛋白PIN(PIN-formed)是调控植物生长素极性运输的重要载体,在植物生长发育过程中发挥重要作用,但PIN蛋白在甜瓜基因组中的成员、性质、染色体分布、系统进化、启动子,以及家族成员在高温胁迫中的表达特性尚不明确。本研... 生长素输出载体蛋白PIN(PIN-formed)是调控植物生长素极性运输的重要载体,在植物生长发育过程中发挥重要作用,但PIN蛋白在甜瓜基因组中的成员、性质、染色体分布、系统进化、启动子,以及家族成员在高温胁迫中的表达特性尚不明确。本研究利用生物信息学方法在甜瓜(Cucumis melo)全基因组数据库中筛选鉴定到18个CmPIN成员,编码氨基酸数量在51-642之间,分子量介于5.19-70.30 kD之间,不稳定指数在24.33-48.87之间;主要定位于细胞质膜上,除CmPIN6和CmPIN8无跨膜结构外,其他16个PIN蛋白均具有2-11个跨膜结构域;分布在9条染色体上,均含有1-9个Motif,CmPIN家族成员基因含有1-10个外显子,二级结构主要为α-螺旋和无规则卷曲结构。构建了CmPIN家族成员与拟南芥(Arabidopsis thaliana)、水稻(Oryza sativa)、番茄(Solanum lycopersicum)、玉米(Zea mays)的PIN蛋白进化树,将18个CmPINs聚类为7个亚族,其中亚族Ⅵ中数量最多。启动子顺式作用元件分析显示,甜瓜CmPIN启动子中存在大量的顺式作用基本元件,还含有与激素、光信号和干旱诱导等相关的顺式作用元件。对不同温度处理的甜瓜胚根进行荧光定量分析,结果表明,高温胁迫下Yucasin+IAA处理的CmPIN13和CmPIN18基因表达量显著高于Yucasin处理;NPA+IAA处理的CmPIN2、CmPIN13和CmPIN18基因表达量显著高于NPA处理,推测CmPIN基因家族参与了甜瓜发芽过程高温胁迫的响应调控。 展开更多

关键词 甜瓜 pin基因家族 基因特征 生物信息学 高温胁迫 转录表达

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荷花PIN基因家族的鉴定及非生物胁迫表达分析

5

作者 程志鹏 汪仲毅 +3 位作者 匡健华 赵晗茜 陈龙清 胡慧贞 《西北植物学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期1-12,共12页

【目的】探究荷花中NnPIN家族成员的特征及在非生物胁迫响应中的作用,为荷花抗逆新品种的选育提供新的基因资源。【方法】采用生物信息学方法对荷花NnPIN家族进行全基因组鉴定,并通过qRT-PCR技术分析了其在低温(4℃)、水淹及外源3 mmol/... 【目的】探究荷花中NnPIN家族成员的特征及在非生物胁迫响应中的作用,为荷花抗逆新品种的选育提供新的基因资源。【方法】采用生物信息学方法对荷花NnPIN家族进行全基因组鉴定,并通过qRT-PCR技术分析了其在低温(4℃)、水淹及外源3 mmol/L脱落酸(ABA)处理下的表达模式。【结果】(1)荷花基因组中共鉴定出12个具跨膜结构域的NnPIN基因,分别命名为NnPIN1~12,且分布在6条染色体上,并主要定位于质膜和内质网;(2)系统进化分析表明,NnPIN蛋白可根据中央亲水环的长度分为经典型和非经典型2种类型,且同一类型具相似结构;经典型具完整的motif 1~12,而非经典型则缺失中央亲水环部分(motif 6,8,9,12);(3)NnPIN基因在启动子区域具有大量光响应、非生物胁迫和激素响应元件,并特异性地具有厌氧、脱落酸(ABA)、低温等响应元件;(4)NnPIN基因(除NnPIN8外)均正向响应外源ABA和低温胁迫,而NnPIN6和NnPIN7正向响应水淹胁迫,NnPIN1、NnPIN2、NnPIN3、NnPIN4、NnPIN5、NnPIN8、NnPIN9和NnPIN12则负向响应水淹胁迫。【结论】NnPIN基因家族特异性参与荷花非生物逆境胁迫响应。 展开更多

关键词 荷花 pin基因家族 生物信息学 非生物胁迫 表达模式

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辣椒PIN基因家族的鉴定和表达分析

6

作者 陈静 许春苗 朱亚萍 《分子植物育种》 CAS 北大核心 2024年第16期5261-5272,共12页

本研究以生物信息方式对辣椒PIN基因家族进行鉴定和功能分析,通过非生物胁迫探究CaPINs基因差异表达特性。结果表明,在辣椒中有5个PIN家族成员,可分为3个亚群,同时均含有Mem-trans和XPXXY保守结构域;主要分布在4条染色体上;均具有信号肽... 本研究以生物信息方式对辣椒PIN基因家族进行鉴定和功能分析,通过非生物胁迫探究CaPINs基因差异表达特性。结果表明,在辣椒中有5个PIN家族成员,可分为3个亚群,同时均含有Mem-trans和XPXXY保守结构域;主要分布在4条染色体上;均具有信号肽,为疏水性蛋白,定位在细胞膜的可能性最高,都属于跨膜蛋白;motif分析发现,N端主要是motif 3,C端主要是motif 1,在序列中高度保守,二级结构完整。进化树分析表明,该基因编码的氨基酸序列与番茄亲缘关系最近。RT-qPCR分析表明,NaCl胁迫下,辣椒叶片中CaPIN1、CaPIN3~CaPIN5相对表达量均上调表达,CaPIN2在辣椒叶片中的相对表达量呈下调表达趋势,且差异显著;在PEG和LT胁迫下,辣椒叶片中CaPIN1~CaPIN5相对表达量呈上调表达,且差异显著。不同的表达情况表明CaPIN家族基因在非生物胁迫中发挥潜在作用。 展开更多

关键词 辣椒 pin基因家族 表达分析 非生物胁迫

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芜菁PIN基因家族的鉴定与生物信息学分析

7

作者 刘锐诚 梁雨薇 +1 位作者 孙福辉 黄鹂 《分子植物育种》 CAS 北大核心 2023年第2期349-359,共11页

芜菁(Brassica campestris L.ssp.rapifera Matag syn.B.rapa L.)是十字花科芸薹属园艺作物,其下胚轴和主根膨大形成肉质直根。PIN(Pin-formed)是一种植物特异性蛋白,作为生长素的输出载体,介导生长素的极性运输形成生长素不对称分布,... 芜菁(Brassica campestris L.ssp.rapifera Matag syn.B.rapa L.)是十字花科芸薹属园艺作物,其下胚轴和主根膨大形成肉质直根。PIN(Pin-formed)是一种植物特异性蛋白,作为生长素的输出载体,介导生长素的极性运输形成生长素不对称分布,从而在植物生长发育过程中起重要作用,然而目前在芜菁中还缺乏对PIN蛋白的系统研究。本研究基于芜菁及其他植物基因组,结合芜菁和普通白菜下胚轴不同发育时期转录组数据,通过生物信息学方法,对芜菁PIN基因家族进行了鉴定,并进行了蛋白结构及基因结构分析、系统发育分析、共线性分析和表达分析。结果表明,芜菁中共有13个BcPIN,数量多于拟南芥和甜菜,但略少于萝卜、胡萝卜和水稻;不同物种间同种类PIN基因数量存在差异;芜菁PIN家族与拟南芥、萝卜PIN家族基因进化关系较近,与水稻PIN家族基因关系较远,分布在4条染色体上,包括7个共线性基因对;BcPINs启动子含有多种顺式作用元件,受多种信号调控,但不同BcPINs的顺式元件种类存在差异;BcPINs的氨基酸个数在270~661之间,分子量在29.81~70.92 kD之间,大多为碱性疏水蛋白,均含有7~10个跨膜结构域,包含4~10个保守基,定位在膜上;7个BcPIN在芜菁下胚轴不同发育时期的表达趋势与普通白菜存在差异,可能参与芜菁肉质直根的形成过程。据此,本研究鉴定了芜菁中的PIN基因家族,并对其功能进行了预测,为芜菁的分子设计育种和进一步研究植物贮藏器官发育机制提供了依据。 展开更多

关键词 芜菁 pin 生物信息学 基因家族

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茶树PIN基因家族的鉴定及表达分析 被引量：4

8

作者 刘玉飞 庞丹丹 +2 位作者 李友勇 蒋会兵 陈林波 《分子植物育种》 CAS CSCD 北大核心 2020年第23期7700-7710,共11页

PIN(PIN-FORMED)是植物特有的基因家族,它们编码的生长素输出蛋白是调控植物生长素极性运输的重要载体元件,然而其在茶树中缺乏系统研究。本研究通过生物信息学方法,在茶树全基因组数据中鉴定得到18个PIN家族基因。对鉴定得到的CsPINs... PIN(PIN-FORMED)是植物特有的基因家族,它们编码的生长素输出蛋白是调控植物生长素极性运输的重要载体元件,然而其在茶树中缺乏系统研究。本研究通过生物信息学方法,在茶树全基因组数据中鉴定得到18个PIN家族基因。对鉴定得到的CsPINs进行分子特征、系统进化及蛋白互作的研究,并分析了CsPIN基因组织表达特性以及启动子顺式作用元件的组成。结果表明,茶树PIN家族数量明显多于拟南芥(8)、水稻(12)和毛果杨(15);基因结构分析表明除CsPIN-like8.2和CsPIN-like8.3没有内含子外,其他CsPINs都具有4~13内含子;Cs PINs蛋白大多为碱性蛋白,均含有典型的跨膜结构域,并都定位于膜上;系统进化分析表明,CsPINs基因与毛果杨PIN家族基因进化关系较近,与水稻PIN家族基因较远。CsPIN基因家族启动子序列包含大量与激素调控和生长发育等相关的顺式作用元件,表明其可能具有较为广泛的生物学活性。茶树8个组织的转录组数据分析表明,18个CsPINs基因可能在不同的阶段发挥着生长素的调控作用,从而参与调控茶树不同阶段的生长发育;大多数CsPINs基因在花和幼嫩组织中较高表达。本研究为进一步探究茶树PIN基因家族成员的功能提供了研究基础。 展开更多

关键词 茶树(Camellia sinensis) pin基因家族 生长素 生物信息学

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IAA及其运输载体PIN对库尔勒香梨萼片脱落与宿存影响的研究 被引量：2

9

作者 金敏 张倩 +4 位作者 陶书田 包建平 吴翠云 张锐 张琦 《现代农业科技》 2020年第8期46-49,共4页

目前,我国库尔勒香梨栽培面积逐步增大,产量大幅度升高,脱萼果减少,果肉质地变硬,石细胞含量增多,可食比例减少,风味口感下降,品质明显下降,严重影响香梨的销售。影响库尔勒香梨果萼脱落或宿存的因素很多。本文主要从香梨萼片发育、生... 目前,我国库尔勒香梨栽培面积逐步增大,产量大幅度升高,脱萼果减少,果肉质地变硬,石细胞含量增多,可食比例减少,风味口感下降,品质明显下降,严重影响香梨的销售。影响库尔勒香梨果萼脱落或宿存的因素很多。本文主要从香梨萼片发育、生长素对香梨萼片脱落或宿存的影响以及从分子层面阐述生长素极性运输载体PIN蛋白和该蛋白如何调控生长素运输与脱落,对提高香梨果萼脱落率以及改善果实品质及外观有重要意义。 展开更多

关键词 库尔勒香梨 脱萼 宿存 IAA pin基因家族

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百脉根PIN基因家族的鉴定与分析 被引量：1

10

作者 吕赟 丘日光 +2 位作者 杨仕梅 吴佳海 宋莉 《河南农业科学》 北大核心 2019年第8期39-48,共10页

生长素输出载体蛋白PIN-formed(PIN)是一类调控植物生长素极性运输的重要载体元件,与植物生长发育密切相关。利用生物信息学方法对百脉根(Lotuscorniculatus)PIN基因家族成员(LjPIN)进行筛选、鉴定,并对其结构特征、系统进化、编码蛋白... 生长素输出载体蛋白PIN-formed(PIN)是一类调控植物生长素极性运输的重要载体元件,与植物生长发育密切相关。利用生物信息学方法对百脉根(Lotuscorniculatus)PIN基因家族成员(LjPIN)进行筛选、鉴定,并对其结构特征、系统进化、编码蛋白质性质、顺式作用元件组成和表达特性等进行研究,为其功能鉴定及利用奠定基础。结果表明,百脉根基因组中含有27个LjPIN成员,主要分布在1-5号染色体上;27个LjPIN基因含8个可变剪切位点,编码35个蛋白质;除了LjPIN4、LjPIN13、LjPIN23基因外,其他LjPIN基因均含有内含子,内含子数和外显子数均为1~10个;LjPIN与拟南芥AtPIN、大豆GmPIN在进化关系上较接近,与水稻OsPIN较远;LjPIN蛋白大多为碱性的两性稳定蛋白质,一般含有5种保守基序,基序数量2~9个;LjPIN基因除了含有顺式作用基本元件CAAT-box和TATA-box外,还含有光响应、激素响应及生长发育相关的调控元件;11个LjPIN基因在根、茎、叶、花和不同形成时期种子中呈时空差异表达。 展开更多

关键词 百脉根 生长素输出载体蛋白 pin基因家族 生物信息学分析

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甘蔗割手密种PIN基因家族的鉴定与表达分析 被引量：1

11

作者 黄宁 方振名 +4 位作者 李琳 阙友雄 朱宇林 邓旭 凌辉 《分子植物育种》 CAS 北大核心 2021年第19期6338-6347,共10页

PIN (PIN-FORMED)作为生长素输出载体,在生长素极性运输过程中起重要作用,但是目前在甘蔗中还没有相关研究。本研究结合甘蔗割手密种基因组数据、非生物胁迫和生物胁迫下的甘蔗栽培种转录组数据,通过生物信息学分析技术,对甘蔗割手密种... PIN (PIN-FORMED)作为生长素输出载体,在生长素极性运输过程中起重要作用,但是目前在甘蔗中还没有相关研究。本研究结合甘蔗割手密种基因组数据、非生物胁迫和生物胁迫下的甘蔗栽培种转录组数据,通过生物信息学分析技术,对甘蔗割手密种PIN基因进行了基因家族鉴定、基因结构及功能分析。分析结果表明,甘蔗割手密种中共有22个SsPIN基因,其中包括15对串联重复基因,启动子包含16类顺式元件,外显子和内含子数目差别明显,分布于14条染色体。SsPINs氨基酸长度在305~791之间,其编码蛋白质分子量在33.20~84.62 kD之间,跨膜结构数目在4~17之间,具有保守基序2,绝大多数属于稳定的碱性蛋白。SsPIN基因家族成员响应低氮、高粱花叶病毒和黑穗病菌胁迫,推测生长素和非生物胁迫及生物胁迫信号通路间存在交叉。本研究为揭示PIN基因在甘蔗逆境适应中的生物学作用奠定了基础,为未来抗性品种开发和选择提供依据。 展开更多

关键词 甘蔗 割手密 pin 生物信息学 基因家族

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大豆PIN-Like(PILS)基因家族的鉴定、表达分析及在根瘤共生固氮过程中的功能 被引量：1

12

作者 董衍坤 黄定全 +1 位作者 高震 陈栩 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期353-366,共14页

植物激素生长素在植物的生长发育过程中发挥了至关重要的作用,它的稳态和浓度梯度建立控制了几乎所有器官的极性建成。生长素在特定细胞中合成、运输、感知以及代谢降解建立了符合器官发育的生长素浓度梯度。在豆科植物中,根与土壤微生... 植物激素生长素在植物的生长发育过程中发挥了至关重要的作用,它的稳态和浓度梯度建立控制了几乎所有器官的极性建成。生长素在特定细胞中合成、运输、感知以及代谢降解建立了符合器官发育的生长素浓度梯度。在豆科植物中,根与土壤微生物互作形成了根瘤这一特殊的器官,进行生物固氮。然而,生长素稳态控制生物固氮的功能还未知。拟南芥中的研究表明,PIN-Like (PILS)蛋白协助调节的细胞内生长素稳态,并介导下游细胞核内的生长素信号传递。本研究以大豆作为研究模型,在大豆基因组中鉴定获得19个PILS家族基因(GmPILS),不均匀分布于大豆10条染色体上。GmPILS在大豆9种组织部位中表现出多种表达模式,且具有明显的组织表达特异性。GmPILS1e和GmPILS1f在根瘤菌体区域富集表达,使用人工微RNA沉默(artificialmicro RNA interference,amiRNAi)下调GmPILS1e和GmPILS1f在根瘤的表达,导致根瘤的固氮酶活性上升,而过量表达GmPILS1f导致根瘤的固氮酶活性下降,因此GmPILS1e和GmPILS1f可能参与大豆固氮酶活性的调节。这些结果为进一步解析大豆GmPILS家族基因的功能和作用机制奠定了基础,同时也为结瘤固氮在农业育种中的应用提供了有价值的基因资源。 展开更多

关键词 大豆 pin-Like(PILS)基因家族 根瘤 共生固氮

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