甘藍(lán)型油菜響應(yīng)低磷脅迫的差異蛋白質(zhì)組學(xué)研究.pdf

1、蛋白質(zhì)組學(xué)研究在功能基因組時(shí)代發(fā)揮著越來越重要的作用。雙向電泳是其關(guān)鍵技術(shù)之一。甘藍(lán)型油菜（Brassicnapus）是世界上最重要的油料作物.我們比較了三種不同蛋白提取方法，得出酚抽提法效果最好,且得到了高分辨率和高重復(fù)性的雙向電泳圖譜。在根、葉、花蕾的雙向電泳圖譜上分別檢測(cè)到至少1280、1000、1150個(gè)蛋白點(diǎn)。重復(fù)樣品圖譜間的相關(guān)系數(shù)達(dá)到了0.84。
　　低磷脅迫是植物生長(zhǎng)發(fā)育主要限制因素.為了更好的了解有在油菜在低磷脅

2、迫條件下的適應(yīng)機(jī)制,我們采用差異蛋白質(zhì)組學(xué)來分析甘藍(lán)型油菜磷低效品種105和磷高效品種102幼苗在1000mMKH2PO4和5mMKH2PO4條件下出現(xiàn)的根系和葉片差異蛋白。結(jié)果表明,低磷脅迫下,雙向電泳膠上約有20％的蛋白被檢測(cè)為顯著上升或下調(diào)。我們通過質(zhì)譜鑒定,共鑒定出74個(gè)差異蛋白。對(duì)葉片的蛋白質(zhì)組分析發(fā)現(xiàn):105和102兩個(gè)株系葉片對(duì)低磷脅迫響應(yīng)的蛋白質(zhì)組學(xué)差異較大:102株系在低磷條件下降低了植物生長(zhǎng)發(fā)育和基礎(chǔ)代謝水平；主要在

3、如下兩個(gè)方面出現(xiàn)蛋白質(zhì)低表達(dá)：一是在碳代謝、能量代謝及生長(zhǎng)發(fā)育方面蛋白質(zhì)表達(dá)出現(xiàn)下降：如磷酸丙糖異構(gòu)酶、酮戊二酸脫羧酶、甲酰四氫葉酸脫甲酰酶、SAB蛋白。二是在轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)和翻譯調(diào)控相關(guān)蛋白表達(dá)出現(xiàn)下降：如轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子RNA聚合酶-α亞基、細(xì)胞器基因表達(dá)調(diào)控因子RPR、參與蛋白質(zhì)折疊的酶是肽基脯氨酰順反異構(gòu)酶（環(huán)孢素A親合素家族蛋白）。另一方面：低磷脅迫下105株系大幅度提高了其逆境相關(guān)蛋白表達(dá)水平。一些逆境誘導(dǎo)蛋白大幅度升高：CC-NBS

4、-LRR抗病蛋白；RPM1抗病蛋白，羧基肽水解酶，半胱氨酸合成酶磷酸烯醇式丙酮酸變位酶以及IRE同源蛋白；二是一些與成熟、衰老、死亡相關(guān)的蛋白質(zhì)表達(dá)在102株系葉片中高表達(dá)如：成熟酶K，干擾素相關(guān)發(fā)育調(diào)控子IFRD以及脂氧合酶。
　　此外,105和102兩個(gè)株系根系對(duì)低磷脅迫響應(yīng)的蛋白質(zhì)組學(xué)差異較大。我們檢測(cè)到102株系在低磷條件下降低了基礎(chǔ)代謝水平、降低了部分細(xì)胞基礎(chǔ)構(gòu)架組分和細(xì)胞運(yùn)動(dòng)水平：主要在如下兩個(gè)方面出現(xiàn)蛋白質(zhì)低表達(dá)：一

5、是在碳代謝和能量代謝方面蛋白質(zhì)表達(dá)出現(xiàn)下降：如乳酸脫氫酶SDH1-1,硫氧還蛋白。二是在102株系的細(xì)胞骨架蛋白和運(yùn)動(dòng)相關(guān)蛋白如微管蛋白TUA4，細(xì)胞骨架結(jié)構(gòu)蛋白和肌動(dòng)蛋白ACT7表達(dá)下降。102的基因轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)和翻譯調(diào)控相關(guān)蛋白表達(dá)也出現(xiàn)下降：如肽基脯氨酰順反異構(gòu)酶，PPR基因家族(102,D21)；多聚ADP-核糖水解酶(102,D22)。另一方面，低磷脅迫大幅度提高了105株系根系逆境應(yīng)激蛋白，如逆境蛋白USP，病程相關(guān)蛋白PR，抗

6、病蛋白R(shí)PM1,NB-ARC抗病蛋白；VPS28家族蛋白，MSP蛋白，細(xì)胞色素蛋白P450，次生代謝相關(guān)酶如萜類合成關(guān)鍵酶CS和果膠酯酶家族蛋白等。這些逆境蛋白的應(yīng)激升高表明105株系根系受到了較強(qiáng)的脅迫壓力。同時(shí)我們的結(jié)果也表明谷胱甘肽轉(zhuǎn)移酶GSH在兩個(gè)株系根系中均提高了表達(dá)水平。
　　我們從蛋白質(zhì)組上對(duì)兩個(gè)磷效率不同的油菜株系進(jìn)行的研究表明：其蛋白質(zhì)組學(xué)結(jié)果與其生理指標(biāo)變化是一致。低磷使102株系基礎(chǔ)代謝降低，因此使其生長(zhǎng)降低