细菌性条斑病侵染水稻抗性相关蛋白研究

水稻细菌性条斑病由Xanthomonas oryzae pv. oryzicola引起,是目前威胁亚洲稻区水稻生产的重要病害之一。以水稻品种9311为研究对象, 通过差异蛋白质组学方法,研究了病菌侵染48 h后水稻叶片的差异表达蛋白质,通过分析比对、质谱分析以及数据库检索,从中选择了7个上调表达的鉴定蛋白,包括4个水稻LRK类基因,2个NBS-LRR 类基因和1个PR-10基因家族成员基因。并设计相应的PCR引物,从水稻cDNA 中获得相关基因片段做探针进行Northern杂交分析,结果显示,上述基因在接种病原菌12 h或48 h后表达量增加,表明这些蛋白质参与了抗病反应。     

棉纤维发育的遗传特性及相关基因的研究进展

棉纤维是纺织工业的重要原材料,在国民经济发展中具有举足轻重的地位。棉纤维细胞发育进程是一个多基因调控的、有序的系统发生过程,包括纤维起始期、伸长期、次生壁合成与加厚期和脱水成熟期等4个时期。随着遗传学、细胞学和分子生物学等学科的交叉融合,棉纤维生长发育调控分子机制的研究已成为研究热点。目前大多研究集中在运用遗传定位、基因克隆以及近年来兴起的深度测序等技术对棉纤维生长发育的调控机制进行解析。为了更加系统地了解棉纤维的发育过程,详细描述了棉纤维发育各时期的形态结构变化及特征,概述了经典遗传学在棉纤维遗传规律和基因定位方面的工作,以及从转录组学、蛋白组学及表观遗传学领域总结了近年来深度测序技术在棉花纤维组学研究方面的运用和取得的进展,并简述了棉纤维发育各个时期所涉及的相关调控基因。纤维的产量由棉纤维发育起始期决定,长度由伸长期决定,且伸长期的生化反应最为活跃,是影响纤维品质的关键时期。棉纤维遗传规律的研究发现,性状相同而基因型不同的材料,其棉纤维遗传模式也不同。纤维品质和产量相关的数量性状位点（QTL）遍布各个染色体,一些稳定的主效QTL（如FS1,qLI17和qFL-Chr14-3等）值得科研工作者进一步关注并有望在分子辅助选择中进行应用;质量性状基因的最新进展明确了显性基因Li₁和N₂,分别是肌动蛋白编码基因和转录因子MYB25-like。转录组学、蛋白组学及表观遗传学领域三方位的深度测序有效建立了RNA水平和蛋白质水平、编码区域和非编码序列之间的联系,并发现一系列的转录因子、编码转脂蛋白的基因、钙信号转导相关基因、多糖合成相关蛋白、大量的miRNA以及DNA甲基化作用等共同参与棉纤维发育过程。     

不同耐旱性甘薯柴根和块根的差异蛋白组分析

为从蛋白水平揭示不同耐旱性甘薯柴根和块根的差异,明确甘薯根系分化和耐旱性生理机制,以耐旱性强的济薯21(JS21)和耐旱性弱的济紫薯1(JZS1)为试验材料,在旱棚内人工控水模拟田间干旱,采用iTRAQ技术开展不同耐旱性甘薯柴根和块根的全蛋白组差异蛋白分析。结果表明,共鉴定到甘薯根系差异蛋白2 003个,其中可信蛋白1 716个、动态表达蛋白819个。GO分析表明,干旱胁迫条件下,与柴根相比,JS21和JZS1块根差异蛋白分别集中于细胞质内碳水化合物合成、能量代谢等生物过程;与JZS1块根相比,JS21块根差异蛋白分子功能主要涉及过氧化物酶活性、氧化还原酶活性等。KEGG分析表明,木质素代谢在甘薯根系分化和响应干旱胁迫的过程中起到重要的调控作用。从淀粉和蔗糖代谢、苯丙烷代谢途径富集的差异蛋白分析中探明,正常条件下,JS21主要通过ADPGase积累淀粉,JZS1不仅通过ADPGase还通过UDPGase积累淀粉;干旱胁迫条件下,JS21块根中淀粉的合成仍大于分解,而JZS1块根中蔗糖的分解大于合成。正常条件下,2个品种柴根中均含有丰富的抗氧化酶;但干旱诱导JS21块根产生过氧化物酶,导致JZS1块根中木质素合成关键酶上调表达。蔗糖合酶是干旱胁迫条件下耐旱性弱的JZS1根系中能量代谢重要蛋白。综上,干旱胁迫条件下,耐旱性强的JS21可通过柴根中已有的和块根中诱导产生的过氧化物酶协同抵御干旱胁迫,而耐旱性弱的JZS1则通过蔗糖合酶维持能量代谢,其块根木质化程度加剧。本研究为甘薯耐旱性品种生理鉴定和耐旱基因发掘提供了一定的理论依据。     

种蛋孵化早期蛋黄蛋白质组学比较分析

卵黄为发育胚胎提供脂肪、蛋白质等营养物质,直接影响胚胎发育。研究旨在探索胚胎发育早期卵黄蛋白质变化,采用2-DE结合MALDI-TOF MS/MS分析孵化0和10 d种蛋卵黄蛋白质组成。共鉴定出代表10种蛋白质的57个蛋白点丰度存在显著差异(P<0.05),其中8个蛋白点仅存在于0 d卵黄;24个蛋白点仅存在于孵化10 d卵黄;另有25个蛋白点共同存在于0和10 d卵黄中,其中9个点丰度上调、16个点丰度下调。首次检测出卵黄膜外层蛋白1存在于胚胎孵化0和10 d卵黄中。2-DE凝胶图像分析表明,39个蛋白质相对分子质量低于其理论值。生物信息学富集分析表明,4种蛋白质与脂质转运和脂质定位有关,2种蛋白质与抗原结合有关。孵化10 d后卵黄差异蛋白主要参与脂质转运以维持胚胎发育。研究结果有助于进一步了解卵黄蛋白质对胚胎发育的调控机理。     

五指山猪和长白猪背最长肌蛋白组学研究

为比较五指山猪和长白猪生长后期肌肉生长发育的差异,以6、8月龄五指山猪和长白猪为试验对象,采用同位素标记相对和绝对定量技术(iTRAQ)对其背最长肌总蛋白进行鉴定,结合生物信息学技术筛选品种间和品种内差异蛋白,并对其进行KEGG通路富集分析。结果表明：4组样品中共鉴定到1713个蛋白;五指山猪和长白猪品种间比较,6、8月龄猪中分别有460、337个差异的蛋白;品种内2个生长阶段比较,五指山猪和长白猪中分别有421、275个差异蛋白;2种比较均为上调的差异蛋白数多于下调差异蛋白数;KEGG通路分析发现,在五指山猪和长白猪品种间,6、8月龄在2个品种间的差异蛋白富集到差异显著(P<0.05)的条目分别为34、33个,在品种内,五指山猪和长白猪在2个生长阶段间的差异蛋白富集到差异显著(P<0.05)的条目分别为24、14个;在品种内发现了调控骨骼肌分化过程中发挥着重要作用的PI3K/AKT信号通路和影响脂肪沉积的PPAR信号通路,在品种间除了这2种外,还发现有肌纤维类型发育相关的糖酵解/糖异生信号通路;品种内2个比较组在PPAR和PI3K/AKT信号通路分别有10、9个共同表达的基因,品种间2个比较组在糖酵解/糖异生、PI3K/AKT和PPAR信号通路分别有10、13、9个共同表达的基因,对这些信号通路中共同表达的基因进行分析后筛选到一些与肌肉生长发育和脂肪代谢相关的关键基因。     

乙酸胁迫下东方伊萨酵母的蛋白组学分析

为了探究果酒酵母菌混合发酵下东方伊萨酵母(Issatchenkio orientalis 166,Io 166) 耐受乙酸的分子机制,采用串联质谱标签(TMT)技术分析差异表达蛋白,进行乙酸胁迫条件下蛋白质组学的研究。结果表明,在对数生长期中期乙酸胁迫下Io 166生长会受到抑制,但Io 166会逐渐适应乙酸胁迫并产生抗性,胁迫4 h后共有461个蛋白差异表达,其中327个上调,134个下调。这些蛋白经注释和统计分析表明,在乙酸胁迫下,谷胱甘肽的合成增加,几种具有抗氧化特性的蛋白质(如PXP9、HYR1、CCP1)上调,对细胞耐受乙酸起到关键作用。此外,与氨基酸(如精氨酸)生物合成和代谢过程相关的蛋白差异表达,热激蛋白(HSP)高度表达以降解聚集和错误折叠的蛋白。本研究结果为Ⅰ. orientalis耐受乙酸提供了理论依据,并对提高果酒耐受乙酸发酵具有潜在的应用价值。     

能量负平衡奶牛血清的蛋白组学及生物信息学分析

目前集约化牛场高产奶牛产后乏情率较高,严重影响奶牛繁殖性能。尽管奶牛产后乏情发生机制已有较多报道,但奶牛产后能量负平衡所致的乏情血清蛋白组学机制尚不明确。本试验在黑龙江省某集约化牛场随即采取产后14～21 d奶牛,根据奶牛血液中β-羟丁酸的含量,按判定标准将试验奶牛分为能量正平衡组(NEB,n=60)和能量负平衡组(PEB,n=60),采集血清。应用iTRAQ/LC-MS/MS联用技术研究能量负平衡奶牛血清蛋白组学,获得23种差异表达蛋白。其中NEB组表达上调的有16种,分别为淀粉样结合蛋白A前体(SAA)、脂多糖结合蛋白前体(LBP)、骨膜素前体(POSTN)、Interα胰蛋白酶抑制剂重链H4前体(ITIH4)、细丝蛋白A(FLNA)、补体C2前体(C2)、蛋白酶体α亚基2型(PSMA2)、蛋白酶体亚基β1型前体(PSMB1)、蛋白酶体α亚基4型(PSMA4)、山梨醇脱氢酶(SORD)、蛋白酶体亚基α型-7(PSMA7)、血管紧张素原前体(AGT)、热休克蛋白HSP90-α(HSP90A1)、甘油醛-3-磷酸脱氢酶(GAPDH)、精氨琥珀酸裂解酶(ASL)和血红素结合蛋白前体(HPX),表达下调的有7种Cathelicidin7前体(CAMP)、转甲状腺素蛋白前体(TTR)、多聚免疫球蛋白受体前体(PIGR)、载脂蛋白F(APOF)、核糖核酸酶4前体(RNASE4)、载脂蛋白A1前蛋白(APOA1)和载脂蛋白A5前体(APOA5)。这些差异表达蛋白多与脂类代谢和蛋白酶复合体系统相关,也与和糖酵解相关的SORD和GAPDH有关。     

番茄幼苗根系总蛋白SDS-PAGE方法的优化

[目的]建立一套适合番茄幼苗根系蛋白质组分析的SDS-PAGE方法,获得清晰的电泳图谱。[方法]以番茄幼苗根系为试材,对根系蛋白的提取方法和上样量等因素进行了优化。[结果]上样量为60μg时,改良后的TCA-丙酮沉淀法提取的蛋白能够获得分辨率较高、图像清晰、重复性好的SDS-PAGE图谱。[结论]该法可以基本满足番茄幼苗根系蛋白质组学的研究。     

番茄转导外源DNA耐盐变异后代双向电泳分析

通过采用三氯乙酸(TCA)/丙酮法、酚提取法、DTT/丙酮法3种提取方法提取番茄叶片可溶性总蛋白,用150μg和250 μg2种加样量、浓度为12.5％和15％的聚丙烯酰胺凝胶二向电泳进行电泳,发现TCA/丙酮沉淀法提取番茄叶片可溶性总蛋白、加样量为250μg、12.5％聚丙烯酰胺凝胶二向电泳效果较好,从而建立了番茄叶片总蛋白双向电泳技术优化体系.用该体系对转导碱蓬总DNA的耐盐转化番茄叶片全蛋白的差异分析,鉴定出6个蛋白差异点,其中5个特异蛋白在耐盐转化番茄中表达,1个特异蛋白在未转化番茄中表达.     

一种基于极大团扩展的蛋白质复合物识别算法

后基因组时代如何识别蛋白质复合物并预测其功能是蛋白组学的一项基本任务,然而传统实验方法获取的蛋白质复合物不仅数量有限而且成本代价高昂,采用新技术和方法提高蛋白质复合物的识别效率是现阶段与蛋白质相关的药物设计唯一现实可行的手段。本文基于蛋白质相互作用网络的小世界原理和蛋白质复合物内蛋白质之间的最短距离一般不超过2的事实提出了一种新的基于极大团扩展的蛋白质复合物识别算法NCIA。该算法针对蛋白质网络中的极大团利用聚类系数进行扩展以提高蛋白质复合物识别的准确率。将该方法应用于酵母蛋白质相互作用网络,相关数据表明与其他典型的蛋白质复合物识别算法相比较,该方法具有很好的识别能力。