氧化脅迫下擬南芥根的蛋白質(zhì)組學(xué)研究.pdf

1、植物學(xué)面臨的一個(gè)巨大挑戰(zhàn)就是要搞清楚植物面對(duì)環(huán)境的脅迫是如何做出一系列反應(yīng)的，這些反應(yīng)之間又有著怎樣的關(guān)聯(lián)。大量的研究表明，外界環(huán)境的脅迫，例如如干旱、低溫或高溫、高鹽營(yíng)養(yǎng)缺陷、臭氧和紫外照射等，都可以引起活性氧(ROS)產(chǎn)生的加劇，造成氧化脅迫。環(huán)境脅迫耐受性和較為有效的抗氧化系統(tǒng)和氧化損傷修復(fù)機(jī)制呈正相關(guān)，因此研究植物的抗氧化機(jī)制，利用生物技術(shù)手段提高植物抗逆能力有重要的意義。 在以往的研究中人們利用不同的方法研究生命體中的

2、基因、蛋白和通路，獲得了很多重要的知識(shí)和規(guī)律，極大的推動(dòng)了生物學(xué)的發(fā)展。隨著后基因組時(shí)代的到來和實(shí)驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展，尤其是新的生物學(xué)技術(shù)的應(yīng)用以及多種模式生物全基因組測(cè)序的完成，使得大規(guī)模的系統(tǒng)的研究蛋白質(zhì)、研究生命現(xiàn)象成為可能。于是蛋白質(zhì)組學(xué)應(yīng)運(yùn)而生。蛋白質(zhì)組學(xué)是以蛋白質(zhì)組為研究對(duì)象，對(duì)組織、細(xì)胞的整體蛋白進(jìn)行檢測(cè)，包括蛋白質(zhì)表達(dá)水平、氨基酸序列、翻譯后加工和蛋白質(zhì)的相互作用，在蛋白質(zhì)水平上了解細(xì)胞各項(xiàng)功能、各種生理、生化過程及疾病的病理

3、過程等。蛋白質(zhì)組學(xué)有兩種研究策略。一種是高通量研究技術(shù)，把生物體內(nèi)所有的蛋白質(zhì)作為對(duì)象進(jìn)行研究，并建立蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)，從大規(guī)模、系統(tǒng)性的角度來看待蛋白質(zhì)組學(xué)，更符合蛋白質(zhì)組學(xué)的本質(zhì)。但是，由于剪切變異和翻譯后修飾，蛋白質(zhì)數(shù)量極其龐大，且表達(dá)隨空間和時(shí)間不斷變化，所以分析生物體內(nèi)所有的蛋白質(zhì)是一個(gè)耗時(shí)費(fèi)力，難以實(shí)現(xiàn)的理想目標(biāo)。另一種策略是研究不同狀態(tài)或不同時(shí)期細(xì)胞或組織蛋白質(zhì)組成的變化，主要目標(biāo)是研究有差異蛋白質(zhì)及其功能，如正常組織與腫瘤組

4、織問的差異蛋白質(zhì)，尋找腫瘤等疾病標(biāo)記物并為其診斷治療提供依據(jù)。在微生物、動(dòng)物方面蛋白質(zhì)組學(xué)已經(jīng)取得了很大的研究成果，雖然在植物學(xué)方面還是剛剛起步，但是其發(fā)展勢(shì)頭迅猛。研究重點(diǎn)主要是利用雙向凝膠電泳和質(zhì)譜來鑒定不同基因型、不同發(fā)育階段以及不同環(huán)境因子影響下蛋白質(zhì)表達(dá)的差異情況及其相互作用，而且已經(jīng)取得一定成果。利用蛋白質(zhì)組學(xué)研究手段更加系統(tǒng)地研究植物抗氧化的機(jī)制，有利于進(jìn)一步弄清逆境響應(yīng)基因和蛋白在整個(gè)防御網(wǎng)絡(luò)中的協(xié)同作用。 我們

5、的研究工作旨在蛋白質(zhì)組水平上了解擬南芥根的總蛋白在氧化脅迫后的變化情況。本實(shí)驗(yàn)分為兩部分一是以擬南芥野生型空白和過氧化氫處理的根部組織為研究對(duì)象，采用蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)開展了擬南芥抵抗氧化脅迫差異蛋白質(zhì)組學(xué)的初步研究，對(duì)比和分析了不同提取方法和不同電泳條件的實(shí)驗(yàn)效果，建立了分辨率高和重復(fù)性好的擬南芥根組織蛋白質(zhì)雙向凝膠電泳(2-DE)圖譜，比較了兩者之間蛋白質(zhì)表達(dá)譜的差異，二是利用在線多維色譜質(zhì)譜聯(lián)用(onlineSCX-RPLC-MS/M