甜瓜PIN基因家族的鉴定及高温胁迫表达分析

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。