蛋白质组学技术的研究与应用

蛋白质组学(Proteomics)是一门相对于基因组学(Genomics)而提出的,旨在综合研究某一基因组所表达的全部蛋白质的新型学科.蛋白质组学在生物学中的应用越来越广泛,依赖于蛋白质组学技术如二维电泳(2-DE)、高效液相色谱(HPLC)、质谱以及生物信息学等获得快速发展和逐渐成熟,综述了蛋白质组学技术的研究与应用.     

差异蛋白质组学及其在植物盐胁迫响应研究中的应用

随着蛋白质组学技术的发展,差异蛋白质组学的研究已引起国内外学者的广泛关注。介绍了植物差异蛋白质组学的产生背景及在凝胶和非凝胶技术方面的最新技术方法,植物差异蛋白质组学近年来正从定性向精确定量的方向发展。综述了差异蛋白质组学在植物盐胁迫响应研究中的最新进展,指出了差异蛋白质组学在植物盐胁迫响应研究中依然存在着过多地依赖于双向电泳-质谱（2DE-MS）技术,研究对象不多,不能有效分离相关蛋白质,差异蛋白质丰度分析不精确等问题。最后,提出将差异蛋白质组学和基因组学技术相结合来研究植物盐胁迫响应,从分子水平上系统诠释植物耐盐机制是今后研究的方向。参33     

水产品质量与安全控制的蛋白质组学研究

概述了蛋白质组学研究中主要应用的技术与工作流程;分别从水产生物生长环境、捕获方式、饲料成分、加工与贮藏方式等方面介绍了蛋白质组学技术在水产品品质研究中的应用;从微生物污染物鉴别、过敏原检测、原料鉴别3个方面综述了蛋白质组学技术在水产品安全研究方面的应用现状;对目前蛋白质组学技术应用中存在的诸如2-DE电泳重现性差以及由水产品蛋白质分子量大、溶解度低、离子化水平低带来的局限性等问题进行了探讨,并就此展望了新技术开发、多种组学方法结合和完善水产生物基因与蛋白质数据库等方面的发展前景,旨在为更好地开展水产品蛋白质组学研究提供参考。     

奶牛乳房炎相关功能基因组学与蛋白质组学研究进展

功能基因组学与蛋白质组学是在基因组和蛋白质整体水平上分析基因功能,研究技术包括差异显示反转录PCR、表达序列标签、基因表达系列分析、生物芯片、RNA干涉、生物信息学、二维凝胶电泳(2-DE)、质谱(MS)等.综述了功能基因组学和蛋白质组学及其研究技术在奶牛乳房炎相关的基因表达、抗性候选基因鉴定、病原微生物蛋白质组学、基因治疗、新诊断靶标筛选等的应用研究进展及展望.     

蛋白质组学在大豆中的研究进展

蛋白质组学分析是目前分离、鉴定蛋白差异表达最为有效的研究手段之一,其核心技术包括以双向电泳为主的蛋白质分离技术、以质谱分析为核心的蛋白质鉴定技术以及计算机图像数据处理和数据库的构建。蛋白质组学分析方法是功能基因组研究的重要支柱。文章总结了蛋白质组学分析用大豆蛋白提取方法的改进,综述了蛋白质组学技术在大豆与根瘤菌相互作用、大豆组织器官蛋白、生长发育相关蛋白研究上的应用以及在生物及非生物胁迫、细胞器水平、大豆遗传多样性及转基因鉴定领域的研究进展,同时对大豆蛋白质组学的发展前景进行了展望。     

耐盐性不同的大豆品种幼苗的蛋白质组学比较研究

为了探讨大豆品种耐盐性的抗性机理,应用蛋白质组学技术,对耐盐大豆品种Lee68和盐敏感大豆品种N2899萌发期幼苗的蛋白质组成进行比较分析。用三氯乙酸/丙酮法提取大豆幼苗的蛋白质,双向电泳技术分离,考马斯亮蓝染色,在pH 4.0～7.0的2-DE胶上平均可检测到约650个的蛋白质点。比较Lee68和N2899幼苗的2-DE图谱,有52个差异表达蛋白点。选取6个蛋白质点,用MALDI-TOF-MS测定肽质量指纹图谱,搜索大豆UniGene库,成功鉴定出4个蛋白质,分别是GST 9、GST 10、种子成熟蛋白PM36和26 ku未知蛋白;并对这些蛋白质在耐盐性不同品种中可能作用进行讨论。     

黄瓜根系蛋白质组分析的双向电泳技术条件优化

双向电泳(2-DE)是蛋白质组学研究的重要支撑技术之一。为建立适于黄瓜根系蛋白质组分析的双向电泳技术,对黄瓜根系蛋白质样品提取方法、裂解缓冲液配方及SDS-PAGE分离胶浓度等参数进行研究。结果表明:采用TCA/丙酮法提取黄瓜根系中的蛋白质,裂解缓冲液为8mol·L-1尿素、2mol·L-1硫脲、2%IPG Buffer、4%CHAPS、1%TBP、65mmol·L-1DTT、2mmol·L-1EDTA、0.001%溴酚蓝和1%鸡尾酒,SDS-PAGE分离胶浓度为11%时,可获得分离效果较好的双向电泳图谱。该技术条件为适合黄瓜根系蛋白分离的较优双向电泳体系。     

植物响应盐胁迫蛋白质组学研究进展

盐胁迫严重影响作物生长发育,是导致作物产量和品质下降的主要逆境因子之一。蛋白质是植物生理功能的执行者和生命活动的直接体现者,明确盐胁迫下差异表达蛋白质的种类及性质,对于提高植物抗盐性研究具有重要意义。蛋白质组学技术是研究差异表达蛋白质的强有力工具,本文综述了国内外应用蛋白质组学技术在植物盐胁迫响应方面的研究进展,比较了甜土植物与盐生植物响应盐胁迫的差异蛋白质的种类,并对利用蛋白质组学技术在植物盐胁迫响应研究方面进行了展望。     

二维差异凝胶电泳(2D-DIGE)技术在昆虫学研究中的应用

随着科学技术的迅猛发展,现代生物学技术已经发展到后基因组时代,蛋白质组学是在整体水平上研究细胞内蛋白质组成及其活动规律的新兴学科。二维差异凝胶电泳(Two dimension difference gel electrophoresis,2D-DIGE)技术是在双向凝胶电泳(Two-dimensional electrophoresis,2-DE)基础上发展起来的一种新兴的荧光标记的定量蛋白质组学技术,是分析和鉴定基因功能的强有力工具,比经典的2-DE技术具有更高的动力学范围和灵敏性。该文就2D-DIGE技术的发展以及在昆虫研究上的应用前景进行了展望。     

果梅花芽蛋白质双向电泳优化体系的建立

以果梅花芽为材料,比较了TCA/丙酮法和酚抽法2种总蛋白质提取方法对蛋白质双向电泳(2-DE)的影响,同时对IPG胶条种类、凝胶浓度、蛋白质上样量及染色方法等环节进行了优化.结果表明:TCA/丙酮法比酚抽法在2-DE凝胶图谱上的蛋白质点数增多,图谱背景也比较清晰,没有明显的纵横条纹;采用17 cm pH 4～7的胶条、10％的凝胶浓度、1.5～1.8 mg的蛋白质上样量,经改良胶条考马斯亮蓝G-250染色后可获得背景清晰、重复性好、蛋白质分辨率高的2-DE图谱.高质量的果梅花芽蛋白质提取方法和蛋白质双向电泳体系的优化可为果梅蛋白质组学研究奠定技术基础.     

NaHCO3胁迫下刚毛柽柳叶片蛋白质差异表达谱的建立

目的为了研究刚毛柽柳响应盐胁迫的作用机制, 本研究以刚毛柽柳叶片为材料, 对叶片总蛋白质的提取方法进行优化, 探究出适用于双向电泳的刚毛柽柳叶片总蛋白质的提取方法, 并建立NaHCO₃胁迫下刚毛柽柳叶片差异蛋白质的表达谱。方法本研究比较了改良Tris-三氯乙酸, 改良Tris-三氯乙酸+PVP40, 改良Tris-三氯乙酸+丙酮和植物蛋白提取试剂盒法4种提取植物蛋白质的方法提取刚毛柽柳叶片总蛋白质的差异, 并利用蛋白质双向电泳用技术研究NaHCO₃胁迫后刚毛柽柳叶片蛋白质表达变化, 建立了盐胁迫下刚毛柽柳叶片差异蛋白表达谱。结果采用改良Tris-三氯乙酸法提取刚毛柽柳叶片蛋白质, 利用该方法可获得高质量的蛋白质样品, 所得到的双向电泳凝胶图谱中蛋白质分离效果好、图谱分辨率高, 通过ImageMaster 2D Platinum 7.0凝胶分析软件对NaHCO₃处理0和12 h的双向电泳凝胶图谱进行分析, 获得了25个响应盐胁迫的差异表达蛋白质, 并分析了差异表达蛋白量的变化。结论研究结果表明, 利用改良Tris-三氯乙酸法提取刚毛柽柳叶片蛋白质适用于双向电泳体系, 该方法可以用于对刚毛柽柳叶片蛋白质组学的研究。本研究建立了NaHCO₃胁迫下刚毛柽柳叶片差异蛋白质的表达谱, 为进一步分析刚毛柽柳耐盐分子机制奠定了基础。      

植物根际分泌物与土壤微生物互作关系的机制研究进展

近年来对土壤微生物和植物之间互作关系的研究越来越受到关注,植物的根际分泌物直接或间接的影响了根际微生物群落结构,同样,根际微生物也以各种不同方式影响着植物根际的土壤理化性质、根际分泌物释放、土壤物质循环等。本文从根际有益微生物对植物生长发育的促进作用以及植物根际分泌物对土壤微生物多样性的影响这两方面对土壤根际微生物与植物之间相互影响的途径与机制进行了综述。     

流式细胞术在农业领域的应用

流式细胞术是一种能够对群体细胞进行单细胞水平的多个参数同时快速定量分析和分选的技术,其在农业领域的应用还有较大的发展空间。在动物研究中,流式细胞术的应用较为广泛,特别是在疫病检测、精子分选等方面。在植物研究中,由于细胞壁的存在,其应用一直受到限制。现有的研究主要包括倍型分析、DNA含量测定、染色体的鉴定和分选等。流式细胞术在微生物方面的研究起步相对较晚,在食品微生物中的应用仍然较为有限,而在病原微生物检测方面相对成熟。未来,流式细胞术与其他技术的结合将为农业领域的研究提供更为高效、便捷的工具、手段和平台。     

蛹虫草中虫草素的提取与纯化工艺研究进展

介绍了蛹虫草中虫草素的提取分离和纯化工艺,对虫草素提取富集的主要研究进展进行了综述。指出目前对虫草素分离采用的主要方法是离子交换树脂法和硅胶柱层析法,对虫草素的主要检测方法是高效液相色谱法、色质联用法和毛细管电泳法。并对膜分离技术在虫草素提取分离上的应用进行了展望。     

绵羊精子冻融前后差异蛋白质组学研究

 【目的】检测和分析绵羊精子冻融前后的差异蛋白质。【方法】用二维凝胶电泳分离精子蛋白,凝胶用考马斯亮蓝染色,用PDQuest8.0软件检测分析差异蛋白质斑点并经液相色谱串联离子阱质谱鉴定。【结果】鲜冻精凝胶图谱分析后得到 14个差异蛋白斑点,在国际生物信息学中心数据库搜索到相对应的5种蛋白质：推定的热休克蛋白70.1、转录因子AP-2α蛋白、烯醇酶、烯醇酶1和血清白蛋白前体。在解冻精子中,推定的热休克蛋白70.1、烯醇酶和烯醇酶1含量减少,转录因子AP-2α蛋白含量增加,血清白蛋白前体来源于精浆。【结论】绵羊精子经冷冻、解冻后,蛋白质存在差异,对差异蛋白质的研究有利于探索绵羊精子在冷冻过程中的生理状态,为进一步研究绵羊精子蛋白质组学及揭示精子冻伤机理提供依据。     

水稻基因差异表达与杂种优势的关系分析

【目的】分析水稻强、弱优势组合的基因差异表达模式特征,探讨其与杂种优势之间的关系。【方法】以扬稻6号、明恢63、特青配置的9个杂种F1为材料,利用差异显示PCR技术（differential display polymerase chain reaction,DD-PCR）分别分析分蘖期（叶片）、孕穗期（幼穗）、抽穗期（剑叶）的基因差异表达模式。【结果】同一时期内强优势组G1（父本扬稻6号）、中优势组G3（父本特青）以及弱优势组G2（父本明恢63）在母本特异表达（UNP1）、父本特异表达（UNP2）、F1特异表达（UNF1）、F1特异缺失表达（ABF1）4个基因差异表达模式上存在明显差异;相关分析表明分蘖期叶片UNP2与单株产量呈极显著正相关,来自父本的基因特异表达有利于提高杂种优势;同一优势组在不同时期的表达模式也存在明显差异,反映了基因的时空表达特征;获得19个G1、G2间特异性差异表达的基因片段,分布在除第12染色体以外的其余11条染色体上,主要涉及物质合成与运输、能量代谢、糖类代谢等重要途径。【结论】水稻强、弱优势组合F1在不同生育期基因表达模式存在显著差异,表型性状的差异可以从基因表达模式上得以反映。     

Protein Extraction Methods for Two-Dimensional Electrophoresis from Baphicacanthus cusia （Nees）Bremek Leaves-A Medicinal Plant with High Contents of Interfering Compounds

Protein extraction is a critical step for two-dimensional electrophoresis （2-DE）. Different plant samples require different and adaptive protein extraction protocols. The leaves of medicinal plant, Baphicacanthus cusia （Nees） Bremek are notoriously recalcitrant to common protein extraction methods due to high levels of interfering compounds （especially the secondary metabolites and pigments）. This study was aimed to establish a routine procedure for the proteomic analysis ofB. cusia leaves, and a new protocol for the protein extraction was developed by optimizing trichloroacetic acid （TCA）/ acetone extraction method. The efficiency of this protocol was demonstrated by comparison with 3 published protein extraction methods （chloroform/acetone, Mg/NP-40, Tris-base/acetone）. The results showed that the optimized TCA/ acetone precipitation extraction method gave a relatively high protein yield （9.263 mg g^-1 fresh weight）, high-resolution separation, clear protein profiles, the highest proteins spots （1 31 t protein spots）, and displayed less contamination in 2- DE gels. Therefore, the results suggested that the optimized TCA/acetone method was the most effective among the 4 methods for B. cusia leaves.     

临床型乳房炎与正常奶牛血浆的差异蛋白质组研究

 【目的】检测和分析临床型乳房炎与正常奶牛血浆中差异表达的蛋白质。【方法】用二维凝胶电泳分离血浆蛋白,凝胶用硝酸银染色和考马斯亮蓝染色,PDQuest7.4软件自动检测分析差异表达蛋白斑点并经高效液相色谱串联离子阱质谱鉴定。【结果】凝胶图谱分析后得到3个差异蛋白斑点,鉴定为2种蛋白质（结合珠蛋白前体和乳腺球蛋白）。结合珠蛋白前体在临床型乳房炎奶牛血浆中表达量增加,可作为乳房炎诊断标记分子;而乳腺球蛋白的表达量下调。【结论】临床型乳房炎与正常奶牛的血浆中蛋白质的表达存在差异,对差异表达蛋白质的研究有利于探索机体的生理病理状态,可为疾病的诊断和治疗提供全面的信息。     

cDNA-AFLP技术及在差异表达基因克隆上的应用

cDNA-AFLP技术是在AFLP技术基础上发展起来的主要用于研究基因差异的技术,具有高效可靠的优点,受到研究者的青睐,被广泛应用于包括植物在内的各类生物的基因表达的研究中。简要阐述了cDNA-AFLP技术的原理,重点讨论了操作过程中可能出现的问题和技术关键,并就该技术与其他差异表达技术进行了比较,以说明其在克隆差异表达基因上的优势,还简要列举了一些在抗病育种等领域的应用实例。