干旱胁迫下玉米开花期雄穗差异表达蛋白质的鉴定与筛选

【目的】 研究玉米开花期不同耐旱性玉米自交系的蛋白质表达差异,分析玉米响应干旱胁迫的主要代谢途径并发掘有价值的耐旱基因,对响应干旱胁迫的差异表达蛋白质组进行筛选和鉴定分析。【方法】 以强耐旱系PHBA6和弱耐旱系吉63为材料,设计干旱胁迫和正常灌溉处理。在玉米开花期进行干旱胁迫处理,取雄穗小花提取蛋白经双向凝胶电泳分离、凝胶图像扫描和质谱分析。【结果】 质谱分析共筛选出542个高清晰、重复性强的蛋白质点。其中,差异表达丰度达2.0倍以上的蛋白质点共有59个,强耐旱系PHBA6中有26个,弱耐旱系吉63中有37个,在强耐旱系PHBA6与弱耐系吉63中都表达且差异显著的蛋白质点有4个。【结论】 干旱胁迫蛋白参与代谢物和能量前体合成、核苷酸代谢、氧化还原辅酶代谢过程、蛋白翻译调控、细胞蛋白质及氨基酸代谢过程的调控、含硫化合物的合成与代谢过程、半胱氨酸的生物合成及代谢过程和光合作用等。细胞组分分类显示二者中的差异蛋白都与叶绿体及其结构相关,而且差异蛋白的细胞组分分类一致,但在生物学代谢过程及分子功能分类上相差较大,这些显著的差异表达的蛋白可能是形成不同品系间耐旱性强弱的主要原因。     

干旱胁迫下的小麦LEA蛋白组学表达模式分析

小麦是世界重要的粮食作物,利用差异蛋白质组学技术研究小麦对干旱胁迫的响应机理,有助于整体揭示小麦干旱应答的遗传基础。为研究干旱胁迫对小麦子粒灌浆期蛋白表达的影响,采用双向电泳分析干旱胁迫与正常条件下成熟子粒清蛋白表达谱的差异,干旱胁迫后,小麦子粒出现130个差异蛋白质点,成功鉴定出57个差异蛋白,特异表达7个,涉及ATP-葡萄糖焦磷酸化酶、过氧化还原酶、丝氨酸蛋白酶抑制剂等13种蛋白质,能量类2个,病害防御相关17个,功能未知蛋白21个。     

铜胁迫下小麦幼根转录组学及蛋白质组学研究

为探讨外源铜胁迫对小麦幼根的影响,采用水培方法,测定0~60 mg/L不同质量浓度铜处理下小麦幼苗生长发育、转录组表达和蛋白质组表达的差异,探索其抵御重金属毒害的分子机制。结果表明:高质量浓度的铜影响小麦生长,随胁迫时间的延长,小麦幼苗萎蔫发黄,幼根生长受抑。小麦幼根转录组测序检测,共得到2 283个差异表达基因(DEGs),其中826个DEGs表达上调,1 457个DEGs表达下调;将DEGs进行KEGG pathway注释,被注释到31个代谢途径中。双向电泳试验检测,小麦幼根中有2 049个蛋白质点,30 mg/L铜处理96 h后,与对照(0 mg/L处理)相比,约130个蛋白质点表达出现显著差异,其中56个丰度增加,74个丰度降低;质谱鉴定部分差异表达蛋白,抗性蛋白如谷胱甘肽转移酶、27K蛋白等在胁迫下表达上升,而生理代谢相关蛋白表达降低。     

低温胁迫下酸浆叶片蛋白差异分析

为进一步研究酸浆抗寒机理,以25℃室温条件(对照)和5℃低温处理条件下酸浆幼苗叶片为材料,运用蛋白质双向电泳结合质谱技术分析低温胁迫下酸浆叶总蛋白差异表达。结果表明:表达量存在显著差异的蛋白质点有16个,与对照组相比,表达量增加的蛋白质点9个,表达量减少的蛋白质点6个,新增蛋白质点有1个。经过鉴定,这些差异表达的蛋白质分别属于代谢相关蛋白、信号转导蛋白、能量相关蛋白、结合蛋白、抗性相关蛋白等。     

黑暗条件下木薯叶绿体比较蛋白质组学初步研究

以"华南8号"木薯叶绿体为研究材料,采用改进酚抽法提取总蛋白,通过一维和二维电泳,经Image Master分析,得到差异蛋白点进行质谱鉴定。结果表明:改进酚抽法可以从木薯叶绿体中提取高质量总蛋白;获得分离性好、分辨率及重复性较高的双向电泳图谱;比较黑暗条件下1,3,5 d木薯叶绿体的蛋白质表达谱,发现186个差异表达蛋白点;经MALDI-TOF MS质谱鉴定,获得28个差异蛋白,这些蛋白主要参与光合作用、碳固定、能量代谢、脯氨酸代谢、胁迫防御等代谢途径。本研究初步阐述了木薯叶绿体在黑暗条件下的蛋白质组变化,在蛋白质水平上鉴定出部分蛋白质的表达可能受光调控。     

干旱胁迫下不同抗旱水平马铃薯叶片蛋白质组学分析

运用双向电泳和质谱技术,以耐旱品种青薯9号和干旱敏感品种费乌瑞它为试验材料,分析干旱胁迫下耐旱性不同的马铃薯品种在盛花期叶片蛋白质的差异变化。结果表明:2个品种盛花期叶片中共鉴定出81个差异蛋白,其中78个有明确生理功能。耐旱性强的品种青薯9号共鉴定出45个差异蛋白,干旱敏感品种费乌瑞它共鉴定出33个差异蛋白,对其进行初步功能分类,这些差异蛋白涉及光合作用、物质能量代谢、抗逆、信号传导和生长发育等相关生理生化过程,这些蛋白可能与马铃薯的抗旱性密切相关。     

玉米杂交种与亲本苗期叶片差异表达蛋白谱分析

【目的】建立玉米杂交种与亲本苗期叶片差异表达蛋白谱,探讨叶片大小杂种优势形成的分子机理。【方法】以玉米强优势杂交种Mo17/B73及其亲本发芽后第5天的第3片叶为材料,采用双向电泳技术（2-DE）,结合MALDI TOF MS质谱技术,建立叶片细胞分裂和生长关键区域的差异表达蛋白质谱,并对差异表达蛋白进行质谱鉴定。【结果】在检测到的630个蛋白质点中,有52个蛋白质点在杂交种与亲本之间的表达差异达到显著水平,表现为单亲沉默（15个）、偏高亲（13个）、偏低亲（8个）、杂种上调（6个）、杂种下调（7个）和杂种特异表达模式（3个）。另外,还成功鉴定出了其中的28个差异表达蛋白质点,涉及到代谢、胁迫响应、糖酵解、转录调控、蛋白折叠和降解、三羧酸循环、细胞骨架、发育及未知蛋白质等9个功能类别。【结论】玉米杂交种与亲本在蛋白丰度上存在明显的差异,并且差异表达蛋白涉及到多个功能类别,可能与玉米叶片大小杂种优势的形成有关。     

寒胁迫诱导灰木相思无性系差异蛋白的表达

本实验提取寒胁迫前后的灰木相思组培苗的水溶性蛋白进行双向电泳和质谱鉴定,分析在寒胁迫条件下蛋白质组的变化。利用ImageMaster 5.0软件分析比较,经基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱测定差异蛋白点的肽质量指纹图谱,通过Mascot软件查询Swiss-Prot等数据库,鉴定得到4个显著差异蛋白点,R7、R15、R20表现为上调表达,R17表现为下调表达。结果表明:在寒胁迫条件下灰木相思组培苗存在明显的蛋白质表达差异。     

4个小麦抗旱相关转录因子基因的表达及其与抗旱生理生化指标的相关性

筛选转录因子基因作为小麦抗旱性鉴定指标,丰富和补充小麦抗旱鉴定体系。以4个抗旱性不同的小麦品种为材料,通过实时荧光定量PCR,检测4个抗旱相关转录因子基因(TaERF1,TaMYB30,TaNAC69,Wabi5)在不同处理时间的表达,同时分析干旱胁迫下4个抗旱生理生化指标的变化,探究4个转录因子基因的表达与抗旱生理生化指标之间的相关性。结果表明,基因TaERF1、TaMYB30、TaNAC69和Wabi5的表达都受干旱胁迫的诱导,且在抗旱性不同的小麦品种中的表达模式存在明显差异;相关性分析表明,TaERF1在各胁迫持续时间点的表达量都与可溶性蛋白和丙二醛(MDA)呈显著或极显著相关,在胁迫处理3h、24h和48h时,TaERF1的表达量与相对含水量(RWC)显著相关,TaMYB30、TaNAC69和Wabi5在一定时段的干旱胁迫后的表达量也分别与可溶性糖、可溶性蛋白、RWC和MDA存在显著相关性。说明转录因子基因TaERF1、TaMYB30、TaNAC69和Wabi5的表达可以作为评估小麦抗旱性的参考指标。     

玉米诱变与原自交系株高变化的蛋白质组学及差异基因的功能分析

【目的】研究玉米经EMS处理后诱变系与原自交系的蛋白表达机制,为从蛋白质组学角度揭示诱变后选育材料在株高发生变化及生物产量明显提高等方面的分子理论奠定基础。【方法】以玉米(Zea mays L.)优良自交系AMD16和诱变后选育材料为试材,采用双向电泳、质谱分析以及检索技术,比较选育材料与原自交系叶片蛋白质组的差异,并对其候选基因进行分离、克隆,构建植物表达载体p3300-ZmMDH6,最后进行拟南芥的遗传转化与鉴定。【结果】EMS诱变后选育材料的蛋白质组中出现21个差异蛋白质点,其中5个蛋白质点在选育材料中特异表达,1个蛋白质点下调表达,7个蛋白质点上调表达,有2个差异蛋白质点在原自交系中表达,而未在选育材料中表达。通过MALDI-TOF-MS质谱测序和MASCOT序列分析,鉴定出了15个差异表达蛋白质点,其功能涉及生物细胞代谢/能量代谢、防御/抗胁迫、细胞蛋白合成和叶绿素合成等细胞过程。用RT-PCR方法克隆了其候选基因ZmMDH6的编码区cDNA,长度1 296bp,由432个氨基酸残基组成,分子质量46.80ku,等电点5.79;并构建植物表达载体进而转化拟南芥,经检测证明已获得T1代转基因植株。【结论】玉米诱变系与原自交系在蛋白丰度上存在明显的差异;差异表达蛋白涉及到各个生长发育过程,可能与玉米生物产量的提高和株高的改变有密切关系。