木薯块根膨大期韧皮部和木质部比较蛋白组学初步研究

以‘华南8号’木薯块根膨大期的韧皮部和木质部为材料,采用改进酚抽法提取总蛋白,进行一维和二维电泳,电泳图谱经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块根韧皮部和木质部中提取高质量总蛋白,用于蛋白质组学研究;获得分离性好、分辨率及重复性较高的双向电泳图谱;比较木薯块根韧皮部和木质部双向电泳图谱发现265个差异表达蛋白点,其中29个在韧皮部特异表达,17个在木质部特异表达;成功鉴定出8种差异蛋白,这些蛋白主要参与翻译后修饰、无机离子和氨基酸转运代谢、分子伴侣和信号转导等代谢通路。本研究初步比较木薯块根韧皮部和木质部的蛋白表达差异性,为进一步从蛋白质组水平研究木薯块根膨大过程中淀粉转运、积累和合成调控机制奠定了技术基础。     

橡胶树AGPase一个大亚基cDNA全长克隆及表达分析

ADP葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)是淀粉合成起始的关键酶,利用保守序列设计简并引物,得到一条橡胶树AGPase大亚基的类似序列,再以木质部cDNA为模板通过RACE(Rapid amplification of cDNA ends)技术克隆得到AGPase基因的cDNA全长,命名为HbLSUI(GenBank NO:KJ020930)。生物信息学分析结果表明,AGPase基因所编码的蛋白具有AGPase大亚基保守结构域。RT-PCR表达分析结果表明,AGPase基因在木质部和树皮中的表达量较高。利用荧光定量PCR分析AGPase基因在不割胶、常规割胶和乙烯刺激割胶3种割胶强度下的表达情况,结果表明,割胶和刺激割胶可导致该基因的表达量降低。     

橡胶树产排胶相关基因在死皮和健康橡胶树中表达模式分析

橡胶树死皮(Tapping Panel Dryness,TPD)是天然橡胶单产提高的主要限制因子之一,给中国橡胶种植业带来巨大经济损失。本文利用RT-PCR技术分析14个产排胶相关基因在死皮和健康橡胶树树皮中表达模式。研究结果表明,有8个基因在健康橡胶树树皮中上调表达,其分别是法尼基焦磷酸合酶、小橡胶粒子蛋白、橡胶素、蔗糖转运蛋白5、橡胶延伸因子、几丁质酶、HMG辅酶A还原酶和HMG辅酶A合成酶,有4个基因在死皮橡胶树树皮中上调表达,他们分别是橡胶转移酶、牻牛儿基牻牛儿基二磷酸合酶、蔗糖转运蛋白2a和β-1,3-葡聚糖酶;另外,蔗糖转运蛋白2b和蔗糖转运蛋白1表达模式没有发生变化。此结果为深入揭示橡胶树死皮发生分子机制提供新观点。     

水稻草矮病毒侵染的水稻根系差异蛋白鉴定

为鉴定与水稻草矮病毒(Rice grassy stunt virus,RGSV)侵染引起的水稻根系发育不良的相关蛋白,解析根系发育不良症状的形成机理以及水稻草矮病毒与水稻互作的分子机制,采用双向荧光差异凝胶电泳(2D-DIGE)结合基质辅助激光解析串联飞行时间质谱技术(MALDI-TOF-MS)对RGSV侵染水稻后根系的差异表达蛋白进行分离和鉴定,并对鉴定的差异表达蛋白进行GO聚类分析和KEGG生物通路注释。结果表明,差异倍数大于2的蛋白质点有56个,其中,表达丰度升高的点有34个,表达丰度下降的点有22个;质谱成功鉴定出27个蛋白质点,分属于25种蛋白质。GO聚类分析表明差异表达蛋白涉及14个生物学过程,在生物功能上分属10类。细胞组件分析显示差异表达蛋白定位于不同的细胞部位。KEGG通路分析显示差异蛋白参与了12个生物通路。     

小麦籽粒清蛋白和球蛋白表达对干旱胁迫的响应

为了解干旱胁迫对小麦籽粒灌浆期蛋白表达的影响,以强筋优质小麦品种藁城8901为材料,采用双向电泳以及质谱鉴定分析了干旱胁迫和正常生长条件下成熟籽粒清蛋白和球蛋白表达谱的差异。结果表明,与正常生长条件相比,干旱胁迫后,小麦籽粒出现130个差异蛋白质点。通过MALDI TOF-TOF质谱鉴定和数据库搜索,最终成功鉴定出57个差异蛋白,其中上调表达29个,下调表达19个,特异表达7个,沉默表达2个;涉及ADP-葡萄糖焦磷酸化酶、α-淀粉酶抑制剂、过氧化还原酶、β-淀粉酶、二硫键异构酶、丝氨酸蛋白酶抑制剂、超氧化物歧化酶等13种蛋白质,其中代谢类10个,能量类2个,蛋白质加工和储藏6个,病害防御相关17个,转录1个,功能未知和假定蛋白21个。说明干旱胁迫影响小麦籽粒灌浆期的多个代谢途径,进而影响小麦产量和品质。     

低温胁迫下小麦幼穗中差异表达蛋白质的鉴定

为探究低温胁迫下小麦幼穗中胁迫响应差异表达蛋白,采用IEF/SDS-PAGE双向凝胶电泳及质谱技术,以低温敏感品种SW601和低温不敏感品种陇麦157为材料,对常温生长、0℃低温胁迫12h和72h的幼穗全蛋白进行了分析。结果表明,在pH 4~7时,SW601和陇麦157各处理幼穗蛋白图谱中均可重复检测到800~900个有效蛋白质点;低温胁迫12h、72h后,SW601和陇麦157中上调表达的蛋白点分别有120个和101个,下调表达的蛋白点分别有92个和60个。对2种胁迫处理下均差异表达且Ratio2的54个蛋白点进行质谱分析,成功鉴定出43个差异蛋白。经数据库搜索匹配和蛋白质鉴定,这43个差异蛋白分别属于胁迫应激/防御相关蛋白、光合作用蛋白、蛋白代谢相关蛋白、碳水化合物代谢相关蛋白、信号传导相关蛋白、能量产生和运输相关蛋白和未知功能蛋白等7类蛋白。其中,抗坏血酸过氧化物酶、Cu/Zn超氧化物歧化酶和胚胎后期发育富集(LEA)同源蛋白14-A等蛋白的表达量在低温不敏感材料陇麦157中变化显著,而在低温敏感材料SW601中没有表达,这可能与小麦幼穗在低温逆境下的代谢调控和低温敏感特性有一定关系。     

槟榔黄化病叶片差异表达蛋白筛选与鉴定

以相同品种,树龄、长势一致的黄化病槟榔和健康槟榔叶片为试材,采用TCA(三氯乙酸)/丙酮法制备蛋白质样品,结合双向电泳-质谱结合技术,分析病原菌-槟榔互作后差异表达蛋白。结果表明,双向电泳SDS-PAGE胶中黄化病槟榔叶片与健康叶片平均蛋白质点数分别为1081个和960个,其中差异明显的点34个。选择5个差异蛋白点进行质谱(MALDI-TOF-MS)鉴定,并进行数据库查询,结果鉴定了2个蛋白质,分别为核酮糖-1,5-二磷酸羧化/加氧酶和蕈状支原体高同源蛋白,这些蛋白质可能参与了槟榔黄化病发生和发展过程。另外3个蛋白点在数据库中未检索到同源性和匹配率较高的蛋白质,认为是未知蛋白。     

无患子科树木细子龙营养贮藏蛋白质的分离鉴定

采用光学显微技术、十二烷基磺酸钠-聚丙稀酰胺凝胶电泳(SDS—PAGE)、免疫印迹和间接免疫荧光定位技术，分离鉴定了无患子科树木细子龙(Amesiodendron chinense)的营养贮藏蛋白质(VSP)。在经汞-溴酚蓝染色的石蜡切片中，观察到枝条、树干和根的次生木质部的木薄壁细胞中有深蓝色颗粒状物质，而在上述枝条、树干和根的次生韧皮部的韧皮薄壁细胞和韧皮射线薄壁细胞中则为均一状的淡蓝色物质。这些被染成不同程度蓝色的物质具有蛋白质性质。SDS—PAGE分析表明，在枝条、树干和根的树皮及木质部中，有2种含量高的蛋白质，其分子质量约23kDa和26kDa。使用荔枝(一种无患子科树木)的22kDa VSP的多克隆抗体对这些部位的树皮和木质部可溶性蛋白质进行免疫印迹分析，在免疫印迹图谱上，该抗血清只识别23kDa和26kDa蛋白质，且23kDa蛋白质谱带颜色较深，说明它们与荔枝的22kDa VSP有一定的同源性。间接免疫荧光定位结果表明，只有颗粒状和均一状蛋白质内含物发出异硫氰酸荧光素特异的蓝绿色荧光，说明23kDa和26kDa蛋白质是这些颗粒均一状内含物的主要成分。树木抽新梢后，这2种蛋白质含量在一定程度上减少。可见，23kDa和26kDa蛋白质符合树木VSP的3条标准，应该是细子龙的VSP。韧皮部和木质部的VSP在形态上的差异可能与蛋白质的种类不同有关。     

盐胁迫下木炭对小麦幼苗根系蛋白表达的影响

为明确木炭对小麦盐胁迫的缓解效应,以冬小麦品种临汾6339为材料,对小麦幼苗分别进行盐和木炭单因素处理及二者复合处理,应用蛋白质双向电泳与质谱联用技术对小麦根系差异表达蛋白进行了分析。结果表明,相对盐处理,在盐和木炭复合处理的小麦根系中共检测到丰度变化在2倍以上的差异表达蛋白点12个。经过MALDI-TOF-TOF分析及数据库检索,被鉴定的12个蛋白点按其功能大致可归为5类。其中,第Ⅰ类为与能量代谢相关的蛋白质,包括ATP合酶和ATP酶;第Ⅱ类为与糖代谢相关的蛋白质,包括磷酸甘油醛异构酶、磷酸丙糖异构酶、6-磷酸葡糖酸脱氢酶、苹果酸脱氢酶以及乌头酸水合酶;第Ⅲ类为与氨基酸代谢相关的蛋白质,如半胱氨酸合成酶;第Ⅳ类为与遗传物质有关的蛋白质,如染色体的结构蛋白;第Ⅴ类为未知功能蛋白质。     

晋麦47幼苗叶片水分胁迫差异表达蛋白的鉴定与分析

为了从蛋白质水平进一步揭示小麦抗旱机理,以旱地小麦品种晋麦47为试验材料,采用蛋白质双向电泳技术,结合质谱鉴定技术,研究幼苗在正常供水与水分胁迫(-0.5 MPa的PEG-6000溶液处理48h)后叶片蛋白质组表达谱间的差异,分析水分胁迫差异表达的蛋白种类及其功能.研究发现,在正常供水和水分胁迫处理两种条件下,幼苗叶片蛋白的双向电泳图谱均可重复检测到850个蛋白点;31个蛋白点在两种供水水平间表达量存在显著差异,其中17个蛋白点在水分胁迫处理下表达量明显增加,14个蛋白点表达量明显减少.对这些蛋白点进行肽指纹图谱分析,并利用Mascot软件在NCBInr数据库搜索,最终有26个蛋白点被成功鉴定;其中,未知功能蛋白7个;已知功能蛋白19个,主要涉及能量、代谢、抗病与防御、细胞结构、转录与翻译以及信号转导等功能类别.结果表明,小麦体内的多个代谢及调控途径参与了对干旱的应激反应.最后,本文还对鉴定到的差异蛋白点与水分胁迫的关系进行了分析和讨论.     

聚乙二醇胁迫下茶树叶片的蛋白质组分析

应用差异蛋白质组学方法分析了铁观音茶树幼苗在聚乙二醇(Polyethylene Glycol,PEG)胁迫下叶片蛋白质组的变化。对18个蛋白质点在PEG胁迫下的变化特点进行了分析,并对有差异表达的16个蛋白质点进行了质谱分析,共鉴定出14个蛋白质点,代表了10种不同的蛋白,其中5个点是同一个蛋白(1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶大亚基,RubisoLSU),另9个蛋白是PEG胁迫响应蛋白,包括光合系统II23kDa多肽、叶绿体伴侣蛋白21(ch-Cpn21)、磷酸丙糖异构酶(TPI)、三磷酸腺苷合酶β亚基、S-腺苷甲硫氨酸合成酶(SAMS1)、磷脂酰乙醇胺结合蛋白(CEN)、新生多肽相关复合物α亚基(α-NAC)、20S蛋白酶体α亚基(PAE2)、翻译起始因子5A(eIF5A)等,这些蛋白质分别参与了叶绿体组成、糖代谢、能量代谢、硫代谢、蛋白质代谢、信号转导、基因表达调节和细胞程序性死亡等生命活动过程。     

不同品种木薯叶绿体比较蛋白质组学初步研究

以“华南8号”木薯(SC8)和“华南124号”木薯(SC124)的叶绿体作为研究材料,采用改进酚抽提法提取蛋白,通过单向SDS-PAGE电泳和双向SDS-PAGE电泳,比较不同木薯品种叶绿体的蛋白表达谱,并对表达的差异蛋白进行MALDI-TOF MS质谱鉴定,获得15个差异蛋白,其中有6个蛋白在SC124木薯叶绿体中表达较高,9个蛋白表达很低.对蛋白进行功能分析,发现差异蛋白主要参与蛋白翻译后修饰、周转、分子伴侣、碳水化合物运输等过程.通过RT-PCR验证了木薯核酮糖1.5-二磷酸羧化酶、ATP合酶β亚基的基因表达情况,结果表明,ATP合酶β亚基基因表达与蛋白质的表达比较一致,而核酮糖1,5-二磷酸羧化酶基因与蛋白质表达变化不一致.     

大豆胞囊线虫胁迫下大豆根部蛋白质差异表达分析

为建立大豆根系响应大豆胞囊线虫(Heterodera glycines Ichinohe,soybean cyst nematode,SCN)胁迫的差异蛋白图谱,从分子水平探索大豆抗SCN的抗病机制,本研究以抗大豆胞囊线虫3号生理小种的哈尔滨小黑豆和感病材料辽豆10号的杂交后代为材料,利用双向电泳技术,对SCN胁迫下的大豆根系进行差异蛋白质学分析。结果表明:SCN胁迫下,抗、感池材料蛋白表达发生了变化。双向电泳共检测到400余个蛋白点,抗病池材料中有3个蛋白点表现为含量上调3倍以上,9个蛋白点表现为含量下降3倍以上,抗病池中特异表达的蛋白点有6个,感病池中特异表达的蛋白点有10个。其中的16个蛋白点被鉴定,它们分别参与了植物自身的防卫反应、能量代谢、细胞信号传导和转录调控等多个生理生化过程。这些上调或下调的蛋白都是复杂的蛋白调控网络中的一部分,在植物的抗病反应中协同起着重要作用。     

低温-干旱交叉胁迫对东农冬麦1号地下茎蛋白表达的影响

为给寒地冬小麦抗逆性的分子育种提供依据,采用蛋白质双向电泳及质谱技术,对不同低温-干旱交叉胁迫下抗寒品种东农冬麦1号地下茎的蛋白质表达进行了比较分析。结果表明,在pH 4~7范围内,在东农冬麦1号地下茎蛋白表达图谱中发现25个蛋白点在低温-干旱交叉作用下的表达量与单独低温胁迫下有明显差异,其中9个蛋白点在干旱-低温交叉作用下表达量上调,16个下调。对差异蛋白点进行质谱分析,并通过数据库检索进行蛋白质鉴定,得到完整的肽指纹图谱,其中逆境诱导蛋白占26%,代谢相关蛋白占38%。     

一个抗病性增强的水稻类病变突变体的蛋白质组学研究

水稻类病变突变体chl1具有抗病性增强的类病变表型,对水稻白叶枯病和稻瘟病都具有很强的抗性。利用蛋白质组学技术分析chl1与其野生型之间的差异表达蛋白,探讨chl1类病变表型的形成和抗病反应的分子机制。利用荧光双向差异凝胶电泳(two-dimensional fluorescence difference gel electrophoresis,2D-DIGE)技术和质谱分析,chl1中共鉴定到70个差异表达的蛋白点,包括46个上调蛋白点和24个下调蛋白点。这些蛋白点参与不同的生物过程,包括防御相关、光合作用、氧化还原、氨基酸/蛋白质代谢、分子伴侣、碳水化合物代谢。对这些差异表达蛋白进行生物信息分析,推测它们所在的复杂调控网络可能参与chl1叶片细胞程序性死亡(programmed cell death,PCD)及其抗病性的调控。     

大豆叶片蛋白响应干旱胁迫的双向电泳分析

大豆是我国重要的农作物之一,蛋白质组学技术是解析植物响应逆境胁迫的重要工具之一。为进一步推进对响应干旱胁迫的大豆叶片蛋白的鉴定工作,以大豆幼苗的叶片为研究对象,用甘露醇溶液模拟干旱胁迫,处理24 h后提取叶片蛋白粉进行双向电泳分离和图谱差异分析。结果表明:采取三氯醋酸(TCA)-丙酮沉淀法提取的叶片蛋白进行双向电泳分离能够得到稳定清晰的双向电泳蛋白图谱。采取PD-Quest软件对干旱胁迫下的大豆叶片蛋白表达图谱进行差异分析,共检测和匹配425个大豆叶片蛋白点,其中差异表达的蛋白点有101个,60个表达量上调,41个表达量下调。本研究结果表明有一部分大豆叶片蛋白响应了干旱胁迫。     

橡胶死皮树过氧化物酶同工酶和超氧化物歧化酶同工酶的研究

比较了无性系GT1正常树与死皮树的过氧化物酶同工酶谱,看到死皮树无论是树皮或胶乳,其过氧化物酶同工酶快带部分的活性都比正常树高得多,其余谱带差异不明显。无性系RRIM600死皮树与正常树的胶乳过氧化物酶同工酶的差异很明显,死皮树有3条谱带,酶谱带宽,显色快,染色深,表明活性较高,而正常树只有2条,活性很弱。GT1死皮病灶部位的树皮过氧化物酶活性特别高,过渡区其次,健康皮较弱,显示出距离病灶愈近,酶活性愈高的趋势,似乎死皮的诱发与过氧化物酶活性的诱导是同步发生、发展的。RRIM600的结果与GT1一样。此测定结果与同工酶电泳结果相符。死皮病灶的超氧化物歧化酶(SOD)活性比健康树皮低。RRIM600健康树皮的胶乳可分离出6～8条SOD酶带,死皮树皮的胶乳只分离出4～5条,而且活性减弱,显示出某些同工酶带缺失。本文还认为橡胶树死皮是一种自卫性的愈伤反应。     

巴西橡胶树叶片蛋白样品的制备及质谱初步分析

采用TCA-丙酮沉淀法并稍做改进提取巴西橡胶树叶片总蛋白,蛋白溶解后,用试剂盒对蛋白上清液进行纯化和浓度测定。十二烷基磺酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)和双向凝胶电泳(2-DE)的结果均表明,所制得的蛋白样品质量较高,并且纯化过的蛋白样品2-DE(双向电泳)图谱效果更好(7 cm,考染)。根据预实验结果,选用17 cm IPG预制干胶条对纯化的蛋白样品进行2-DE实验,采用快速银染法进行染色,随机挖取银染胶上6个蛋白点进行MALDI-TOF MS分析和数据库检索,鉴定了3个蛋白,它们是：1-氨基环丙烷-1羧酸合酶2,核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶大亚基和F11O4.2。本实验为进一步对巴西橡胶树叶片中具有重要生物学功能蛋白的筛选和鉴定打下了方法学基础。     

条锈菌侵染慢锈性小麦品种川麦107后的蛋白质组学分析

为了在基因和蛋白表达水平上研究小麦的慢条锈性机制,运用双向电泳技术分析了条锈菌侵染的2个小麦品种(川麦107和80-8)的对照和发病14 d叶片的差异表达蛋白,从2-D图谱上找到9个差异表达蛋白,其中点P5是在接种并发病的川麦107中新诱导出的一个差异蛋白质.通过基质辅助激光解析电离飞行时间质谱技术(MALDI-TOF-MS)获得6个蛋白质的肽指纹图谱(PMF),数据库搜索鉴定出2个蛋白质.这2个蛋白质是磷酸核酮糖激酶(Phosphoribulokinase,PRK)和脱氢抗坏血酸还原酶(Dehydroascorbate reductase,DHAR).     

ABA及氟啶酮调控下冬小麦分蘖节抗寒相关蛋白的鉴定与分析

为了研究ABA调控下冬小麦在蛋白质水平上的抗寒分子机制,以强抗寒冬小麦品种东农冬麦1号为材料,在外源ABA及氟啶酮处理后,于大田自然降温至4 ℃和-25 ℃时取分蘖节进行蛋白质双向电泳分析。对各处理组的双向电泳结果进行软件分析可知,4 ℃下得到可匹配的蛋白点587个,-25 ℃下得到可匹配蛋白点394个。筛选后选择差异显著的24个蛋白点进行质谱分析, 经鉴定这些蛋白包括逆境蛋白（WCI16、LTR-Rbps、CORs）、代谢相关蛋白（PGAM、PGK、26sRP、ATPase-β、GST1、GST、GSTF5）、转录翻译相关蛋白（BTFs、 eIF4A、eIF5A）和未知蛋白。