基于質譜的小麥蛋白質鑒定平臺的建立及赤霉病抗性相關轉錄組分析.pdf

1、普通小麥屬異源六倍體(2n=6X=42)，其基因組為AABBDD，因而具有很好的遺傳緩沖性，能夠更方便地通過序列變異產生新基因，從而適應環(huán)境變化及抵御不同微生物侵染。開展小麥組學研究有助于人們全面了解其抗逆、抗病、高產和優(yōu)質等重要性狀的分子機理，為小麥品種改良服務。盡管相比于模式生物，小麥基因組研究進展緩慢，但目前已發(fā)表的一百多萬條表達序列標簽(EST)為開展小麥基因組學研究提供了重要的數(shù)據(jù)資源。
　　 為方便從cDNA序列生成

2、可用于蛋白質組學研究的高質量物種特異多肽序列數(shù)據(jù)庫，開發(fā)了cTrans工具。cTrans通過四個步驟產生多肽序列數(shù)據(jù)庫。其中，前三步是cDNA序列預處理過程，包括目標序列獲取、序列格式轉換及鑒定并去除載體和接頭序列。cTrans的最后一步將預處理后EST序列翻譯為多肽序列。此外，cTrans能根據(jù)用戶指定長度提取多肽序列。為了驗證該工具的用途，用cTrans建立了小麥EST翻譯數(shù)據(jù)庫，并分別使用該數(shù)據(jù)庫和NCBInr綠色植物蛋白質數(shù)據(jù)庫

3、鑒定小麥蛋白。對鑒定結果的比較表明，在用質譜數(shù)據(jù)鑒定已知序列較少的物種的蛋白的過程中，使用cTrans生成的序列翻譯數(shù)據(jù)庫效率更高且準確性更好。
　　 在用質譜進行小麥蛋白鑒定時，存在鑒定步驟煩瑣、技術要求高、缺乏適合的鑒定相關工具等問題。為此，利用cTrans構建了基于EST的小麥蛋白質譜鑒定平臺。平臺由兩部分構成，即小麥多肽序列數(shù)據(jù)庫和鑒定相關軟件。小麥多肽序列數(shù)據(jù)庫通過以下步驟完成，包括獲取并清理小麥EST序列、序列拼接、

4、理論翻譯和去除開放讀碼框外翻譯產物等。與水稻基因組及小麥中國春品種基因組454測序產物比較的結果表明，該多肽序列數(shù)據(jù)庫很好地代表了大部分小麥表達基因。鑒定相關軟件提供以下功能:利用肽指紋圖譜數(shù)據(jù)檢索小麥多肽序列數(shù)據(jù)庫、將實驗肽指紋圖譜數(shù)據(jù)與特定蛋白質序列理論酶切數(shù)據(jù)比較來計算肽指紋圖譜數(shù)據(jù)對該蛋白質序列的覆蓋率、在線序列BLAST分析及序列獲取和序列拼接及可視化分析等。利用本平臺對兩組共176個小麥蛋白質點的肽指紋圖譜數(shù)據(jù)的分析結果表明

5、，本平臺的蛋白質點檢出率高達80％，遠高于跨物種鑒定50％左右的檢出率，且鑒定準確性更高。
　　 為更好地了解小麥赤霉病抗性機制，通過生物信息學方法從20878條來自赤霉菌誘導文庫的小麥EST序列中鑒定出672個赤霉菌侵染后小麥穗部的上調表達基因。其中，533個僅在赤霉菌侵染后表達，139個在侵染后表達量顯著升高。在這些基因中，有219個得到功能注釋，其中四分之三（163個）的功能可能同植物對病原菌侵染的防衛(wèi)響應相關，涉及SA防