Identification of soybean PAH gene family and its response to abiotic stress and hormone treatments

LI Zi-qi; LIU Xin-yu; WANG Jia-heng; YU Han; GAO Di; WANG Bo; LI Peng-yu; ZHOU Hong-cheng; XU Rui-hong; WEI Jin-peng; FEI Zhi-hong; XU Jing-yu

doi:10.19802/j.issn.1007-9084.2025278

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

Identification of soybean PAH gene family and its response to abiotic stress and hormone treatments

更新时间：2026-10-31

- Identification of soybean PAH gene family and its response to abiotic stress and hormone treatments
- Chinese Journal of Oil Crop Sciences Vol. 48, Issue 4, Pages: 47-57(2026)
- 作者机构：
  
  1.黑龙江八一农垦大学农学院，黑龙江大庆，163319
  2.黑龙江八一农垦大学园林园艺学院，黑龙江大庆，163319
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.19802/j.issn.1007-9084.2025278
  CLC： S565.1
- Received：09 December 2025，
  
  Published：25 August 2026
- 稿件说明：
移动端阅览
李梓琪,刘新宇,王嘉珩等.大豆PAH基因家族鉴定及其非生物胁迫和激素处理响应分析[J].中国油料作物学报,2026,48(04):47-57.

LI Zi-qi,LIU Xin-yu,WANG Jia-heng,et al.Identification of soybean PAH gene family and its response to abiotic stress and hormone treatments[J].Chinese Journal of Oil Crop Sciences,2026,48(04):47-57.
李梓琪,刘新宇,王嘉珩等.大豆PAH基因家族鉴定及其非生物胁迫和激素处理响应分析[J].中国油料作物学报,2026,48(04):47-57. DOI： 10.19802/j.issn.1007-9084.2025278.

LI Zi-qi,LIU Xin-yu,WANG Jia-heng,et al.Identification of soybean PAH gene family and its response to abiotic stress and hormone treatments[J].Chinese Journal of Oil Crop Sciences,2026,48(04):47-57. DOI： 10.19802/j.issn.1007-9084.2025278.

摘要

磷脂酸磷酸水解酶（phosphatidic acid hydrolase

PAH）是催化磷脂酸去磷酸化产生二酰基甘油（diacylglycerol

DAG）的关键酶。为挖掘大豆PAH家族基因的功能，本研究利用全基因组鉴定到7个

GmPAH

基因，根据进化关系分为Cluster Ⅰ和Cluster Ⅱ亚家族；染色体定位显示7个

GmPAH

基因均匀分布在3、4、6、10、13、17和19染色体上；编码的氨基酸长度在183～917个氨基酸

残基，分子量在58 857.39 Da～101 832.68 Da；实时荧光定量PCR结果表明

GmPAH

的表达受低温、甘露醇和茉莉酸胁迫的影响，其中在低温胁迫下，

GmPAH1、GmPAH3、GmPAH4

和

GmPAH7

基因显著上调；除

GmPAH5

和

GmPAH6

外，其他成员在茉莉酸处理下显著上调表达；

GmPAH1、GmPAH2、GmPAH3、GmPAH4

和

GmPAH7

基因在甘露醇胁迫后下调表达。以上结果表明

GmPAH

基因广泛参与大豆非生物胁迫响应和激素响应。

Abstract

Phosphatidic acid hydrolase (PAH) is a key enzyme that catalyzes the dephosphorylation of phosphatidic acid to diacylglycerol. To explore the potential functions of PAH family genes in soybean

GmPAH

genes were identified by genome-wide identification

which were divided into Cluster Ⅰ and Cluster Ⅱ subfamilies according to the evolutionary relationship. Chromosome mapping showed that 7

GmPAH

genes were evenly distributed on chromosomes 3

17 and 19. Their coding length are 183 to 917 amino acids

with molecular weight 58 857.39 Da to 101 832.68 Da. Real-time fluorescence quantitative PCR results showed that

GmPAH

expression was affected by low temperature

mannitol and jasmonate acid stress. Among them

GmPAH1

and

genes were significantly up-regulated under low temperature stress. Except for

GmPAH5

and

GmPAH6

other members were significantly up-regulated under jasmonic acid treatment.

GmPAH1

and

were down-regulated after mannitol stress. In conclusion

GmPAH

gene is widely involved in soybean abiotic stress response and hormone response.

关键词

Keywords

references

周国栋，郭勇，李海容，等 . 种植密度与灌溉方式对夏大豆生物学特性及产量的影响［J］. 作物研究， 2025 ， 39 （ 6 ）： 499 - 508 .

宫丽影，孙铁英 . 大豆优质高产栽培关键技术与应用实践［J］. 种子科技， 2025 ， 43 （ 22 ）： 79 - 81 .

Fang X M ， Zhang J ， Fan C Y ， et al . Molecular regulatory network of soybean responses to abiotic stress ［J］. Plant Cell Environ ， 2025 ： pce. 15600 . DOI： 10.1111/pce.15600 http://dx.doi.org/10.1111/pce.15600 .

Pranneshraj V ， Sangha M K ， Djalovic I ， et al . Lipidomics-assisted GWAS （lGWAS） approach for improving high-temperature stress tolerance of crops ［J］. Int J Mol Sci ， 2022 ， 23 （ 16 ）： 9389 . DOI： 10.3390/ijms23169389 http://dx.doi.org/10.3390/ijms23169389 .

李一路，张晴晴，胡卫芹，等磷脂酸磷酸酶在脂质代谢和信号转导中的作用及其调控［J］. 植物生理学报， 2017 ， 53 （ 6 ）： 897 - 904 .

Cook R ， Lupette J ， Benning C . The role of chloroplast membrane lipid metabolism in plant environmental responses ［J］. Cells ， 2021 ， 10 （ 3 ）： 706 . DOI： 10.3390/cells10030706 http://dx.doi.org/10.3390/cells10030706 .

Bates P D . Understanding the control of acyl flux through the lipid metabolic network of plant oil biosynthesis ［J］. Biochim Biophys Acta BBA Mol Cell Biol Lipds ， 2016 ， 1861 （ 9 ）： 1214 - 1225 . DOI： 10.1016/j.bbalip.2016.03.021 http://dx.doi.org/10.1016/j.bbalip.2016.03.021 .

董书言，邢志，尹苗，等 . 紫苏磷脂酸磷酸水解酶基因（ PfPAH1 ）的鉴定及功能分析［J］. 西北农业学报， 2024 ， 33 （ 4 ）： 695 - 706 .

柏杨，章文华 . 二酰甘油从头合成途径的关键酶及其功能［J］. 植物生理学报， 2018 ， 54 （ 12 ）： 1763 1773

Han G S ， Wu W I ， Carman G M . The Saccharomyces cerevisiae lipin homolog is a Mg 2+ -dependent phosphati date phosphatase enzyme ［J］. J Biol Chem ， 2006 ， 281 （ 14 ）： 9210 - 9218 . DOI： 10.1074/jbc.m600425200 http://dx.doi.org/10.1074/jbc.m600425200 .

Stukey G J ， Han G S ， Carman G M . Architecture and function of yeast phosphatidate phosphatase Pah1 domains/regions ［J］. Biochim Biophys Acta BBA Mol Cell Biol Lipds ， 2024 ， 1869 （ 8 ）： 159547 . DOI： 10.1016/j.bbalip.2024.159547 http://dx.doi.org/10.1016/j.bbalip.2024.159547 .

Pascual F ， Soto-Cardalda A ， Carman G M . PAH1-encoded phosphatidate phosphatase plays a role in the growth phase- and inositol-mediated regulation of lipid synthesis in Saccharomyces cerevisiae ［J］. J Biol Chem ， 2013 ， 288 （ 50 ）： 35781 - 35792 . DOI： 10.1074/jbc.m113.525766 http://dx.doi.org/10.1074/jbc.m113.525766 .

Han G S ， Siniossoglou S ， Carman G M . The cellular functions of the yeast lipin homolog Pah1p are dependent on its phosphatidate phosphatase activity ［J］. J Biol Chem ， 2007 ， 282 （ 51 ）： 37026 - 37035 . DOI： 10.1074/jbc.m705777200 http://dx.doi.org/10.1074/jbc.m705777200 .

Pascual F ， Carman G M . Phosphatidate phosphatase， a key regulator of lipid homeostasis ［J］. Biochim Biophys Acta BBA Mol Cell Biol Lipds ， 2013 ， 1831 （ 3 ）： 514 - 522 . DOI： 10.1016/j.bbalip.2012.08.006 http://dx.doi.org/10.1016/j.bbalip.2012.08.006 .

Eastmond P J ， Quettier A L ， Kroon J T M ， et al . PHOSPHATIDIC ACID PHOSPHOHYDROLASE1 and 2 regulate phospholipid synthesis at the endoplasmic reticulum in Arabidopsis ［J］. Plant Cell ， 2010 ， 22 （ 8 ）： 2796 - 2811 . DOI： 10.1105/tpc.109.071423 http://dx.doi.org/10.1105/tpc.109.071423 .

Nakamura Y ， Koizumi R ， Shui G H ， et al . Arabidopsis lipins mediate eukaryotic pathway of lipid metabolism and cope critically with phosphate starvation ［J］. Proc Natl Acad Sci U S A ， 2009 ， 106 （ 49 ）： 20978 - 20983 . DOI： 10.1073/pnas.0907173106 http://dx.doi.org/10.1073/pnas.0907173106 .

Yoshitake Y ， Sato R ， Madoka Y ， et al . Arabidopsis phosphatidic acid phosphohydrolases are essential for growth under nitrogen-depleted conditions ［J］ . Front Plant Sci ， 2017 ， 8 ： 1847 . DOI： 10.3389/fpls.2017.01847 http://dx.doi.org/10.3389/fpls.2017.01847 .

Wang L P ， Kazachkov M ， Shen W Y ， et al . Deciphering the roles of Arabidopsis LPCAT and PAH in phosphatidylcholine homeostasis and pathway coordination for chloroplast lipid synthesis ［J］. Plant J ， 2014 ， 80 （ 6 ）： 965 - 976 . DOI： 10.1111/tpj.12683 http://dx.doi.org/10.1111/tpj.12683 .

Mietkiewska E ， Siloto R M ， Dewald J ， et al . Lipins from plants are phosphatidate phosphatases that restore lipid synthesis in a pah1Δ mutant strain of Saccharomyces cerevisiae ［J］. FEBS J ， 2011 ， 278 （ 5 ）： 764 - 775 . DOI： 10.1111/j.1742-4658.2010.07995.x http://dx.doi.org/10.1111/j.1742-4658.2010.07995.x .

Craddock C P ， Adams N ， Bryant F M ， et al . Phosphatidic acid phosphohydrolase regulates phosphatidylcholine biosynthesis in Arabidopsis by phosphatidic acid-mediated activation of ctp： phosphocholine cytidylyltransferase activity ［J］. Plant Cell ， 2015 ， 27 （ 4 ）： 1251 - 1264 . DOI： 10.1105/tpc.15.00037 http://dx.doi.org/10.1105/tpc.15.00037 .

董书言 . 紫苏磷脂酸磷酸水解酶基因（ PfPAH1 ）在低磷和低氮胁迫响应中的功能分析［D］. 太谷：山西农业大学， 2023 .

Xu X X ， Zhang J J ， Yan B W ， et al . The adjustment of membrane lipid metabolism pathways in maize roots under saline–alkaline stress ［J］. Front Plant Sci ， 2021 ， 12 ： 635327 . DOI： 10.3389/fpls.2021.635327 http://dx.doi.org/10.3389/fpls.2021.635327 .

Zhao X C ， Wei Y L ， Zhang J J ， et al . Membrane lipids’ metabolism and transcriptional regulation in maize roots under cold stress ［J］. Front Plant Sci ， 2021 ， 12 ： 639132 . DOI： 10.3389/fpls.2021.639132 http://dx.doi.org/10.3389/fpls.2021.639132 .

Chen B B ， Li J W ， Yao S B ， et al . Seed-specific expression of phosphatidate phosphohydrolases increases soybean oil content and seed weight ［J］. Biotechnol Biofuels Bioprod ， 2025 ， 18 （ 1 ）： 23 . DOI： 10.1186/s13068-025-02620-x http://dx.doi.org/10.1186/s13068-025-02620-x .

Waadt R ， Seller C A ， Hsu P K ， et al . Plant hormone regulation of abiotic stress responses ［J］. Nat Rev Mol Cell Biol ， 2022 ， 23 （ 10 ）： 680 - 694 . DOI： 10.1038/s41580-022-00479-6 http://dx.doi.org/10.1038/s41580-022-00479-6 .

Liu X E ， Su S P . Growth and physiological response of Viola tricolor L. to NaCl and NaHCO 3 stress ［J］. Plants ， 2023 ， 12 （ 1 ）： 178 . DOI： 10.3390/plants12010178 http://dx.doi.org/10.3390/plants12010178 .

Ljunggren M ， Sköld A ， Dardashti A ， et al . The use of mannitol in cardiopulmonary bypass prime solution： Prospective randomized double-blind clinical trial ［J］. Acta Anaesthesiol Scand ， 2019 ， 63 （ 10 ）： 1298 - 1305 . DOI： 10.1111/aas.13445 http://dx.doi.org/10.1111/aas.13445 .

姜焕焕，温思慧，卢雨庭，等 . 二倍体野生种花生Oleosin基因家族全基因组鉴定及其表达分析［J］. 中国油料作物学报， 2025 ， 47 （ 1 ）： 94 - 104 .

吴艳 . 盐碱胁迫下不同品种白菜的生理生化与转录组学分析［D］. 齐齐哈尔：齐齐哈尔大学， 2021 .

李凯月，邓晓霞，殷缘，等 . 蓖麻LEA基因家族的鉴定和铝胁迫响应分析［J］. 生物技术通报， 2025 ， 41 （ 7 ）： 128 - 138 .

Larkin M A ， Blackshields G ， Brown N P ， et al . Clustal W and clustal X version 2.0 ［J］. Bioinformatics ， 2007 ， 23 （ 21 ）： 2947 - 2948 . DOI： 10.1093/bioinformatics/btm404 http://dx.doi.org/10.1093/bioinformatics/btm404 .

Tamura K ， Stecher G ， Kumar S . MEGA11： molecular evolutionary genetics analysis version 11 ［J］. Mol Biol Evol ， 2021 ， 38 （ 7 ）： 3022 - 3027 . DOI： 10.1093/molbev/msab120 http://dx.doi.org/10.1093/molbev/msab120 .

Letunic I ， Bork P . Interactive Tree Of Life （iTOL） v5： an online tool for phylogenetic tree display and annotation ［J］. Nucleic Acids Res ， 2021 ， 49 （ W1 ）： W293 - W296 . DOI： 10.1093/nar/gkab301 http://dx.doi.org/10.1093/nar/gkab301 .

Bailey T L ， Boden M ， Buske F A ， et al . MEME SUITE： tools for motif discovery and searching ［J］. Nucleic Acids Res ， 2009 ， 37 ： W202 - W208 . DOI： 10.1093/nar/gkp335 http://dx.doi.org/10.1093/nar/gkp335 .

Chen C J ， Wu Y ， Li J W ， et al . TBtools-II： a “one for all， all for one” bioinformatics platform for biological big-data mining ［J］. Mol Plant ， 2023 ， 16 （ 11 ）： 1733 - 1742 . DOI： 10.1016/j.molp.2023.09.010 http://dx.doi.org/10.1016/j.molp.2023.09.010 .

章文益，张宝会，姚新转，等 . 茶树ARR-B基因家族的鉴定和表达模式分析［J］. 分子植物育种， 2025 ， 23 （ 17 ）： 5687 - 5698 .

Lescot M . PlantCARE， a database of plant cis -acting regulatory elements and a portal to tools for in silico analysis of promoter sequences ［J］. Nucleic Acids Res ， 2002 ， 30 （ 1 ）： 325 - 327 . DOI： 10.1093/nar/30.1.325 http://dx.doi.org/10.1093/nar/30.1.325 .

Gong W F ， Song Q L ， Ji K ， et al . Full-length transcriptome from Camellia oleifera seed provides insight into the transcript variants involved in oil biosynthesis ［J］. J Agric Food Chem ， 2020 ， 68 （ 49 ）： 14670 - 14683 . DOI： 10.1021/acs.jafc.0c05381 http://dx.doi.org/10.1021/acs.jafc.0c05381 .

Stolf-Moreira R ， de Macedo Lemos E G ， Abdelnoor R V ， et al . Identification of reference genes for expression analysis by real-time quantitative PCR in drought-stressed soybean ［J］. Pesq Agropec Bras ， 2011 ， 46 （ 1 ）： 58 - 65 . DOI： 10.1590/s0100-204x2011000100008 http://dx.doi.org/10.1590/s0100-204x2011000100008 .

Choi H S ， Su W M ， Han G S ， et al . Pho85p-Pho80p phosphorylation of yeast Pah1p phosphatidate phosphatase regulates its activity， location， abundance， and function in lipid metabolism ［J］. J Biol Chem ， 2012 ， 287 （ 14 ）： 11290 - 11301 . DOI： 10.1074/jbc.m112.346023 http://dx.doi.org/10.1074/jbc.m112.346023 .

Chuang C ， Barajas D ， Qin J ， et al . Inactivation of the host lipin gene accelerates RNA virus replication through viral exploitation of the expanded endoplasmic reticulum membrane ［J］. PLoS Pathog ， 2014 ， 10 （ 2 ）： e1003944 . DOI： 10.1371/journal.ppat.1003944 http://dx.doi.org/10.1371/journal.ppat.1003944 .

龚钰涵，陈兰，尚方慧子，等 . 茶树TRB基因家族鉴定及表达模式分析［J］. 生物技术通报， 2025 ， 41 （ 7 ）： 214 - 225 .

Chen H Y ， Hsieh E J ， Cheng M C ， et al . ORA47 （octadecanoid-responsive AP2/ERF-domain transcription factor 47） regulates jasmonic acid and abscisic acid biosynthesis and signaling through binding to a novel cis -element ［J］. New Phytol ， 2016 ， 211 （ 2 ）： 599 - 613 . DOI： 10.1111/nph.13914 http://dx.doi.org/10.1111/nph.13914 .

郝心愿，岳川，唐湖，等 . 茶树β-淀粉酶基因 CsBAM3 的克隆及其响应低温的表达模式［J］. 作物学报， 2017 ， 43 （ 10 ）： 1417 - 1425 .

张泽，杨秀丽，宁东贤 . 花生4CL基因家族鉴定及对干旱与盐胁迫响应分析［J］. 生物技术通报， 2025 ， 41 （ 7 ）： 117 - 127 .

Chen Y M ， Jin G C ， Liu M Y ， et al . Multiomic analyses reveal key sectors of jasmonate-mediated defense responses in rice ［J］. Plant Cell ， 2024 ， 36 （ 9 ）： 3362 - 3377 . DOI： 10.1093/plcell/koae159 http://dx.doi.org/10.1093/plcell/koae159 .

Views

下载量

CSCD

Alert me when the article has been cited

提交

Tools

Publicity Resources

BGLU gene family analysis and involvement of TGG in glucosinolate catabolism in Brassica napus L.

Comprehensive evaluation of soybean germplasm salt tolerance based on leaf spectral phenotypes and root morphological traits

Effects of exogenous γ - aminobutyric acid (GABA) on soybean seedlings under low nitrogen stress

Effects of ARC microbial agent on soybean growth and yield under reduced nitrogen fertilizer conditions

Genome-wide identification and stress response of Copine/BONZAI gene family in Brassica napus L.

Related Author

ZHU Si-ying

MAO Shu-xiang

HE Chun-jun

LIU Li-li

XIE Feng-wu

WEN Hui-zi

ZHANG Da-wei

YAN Ming-li

Related Institution

Hunan University of Science and Technology

Hunan Crop Research Institute

Yuelu Mountain Laboratory

School of Life Science, Jiangsu University

Institute of Industrial Crops, Jiangsu Academy of Agricultural Sciences

AI问答

⁰