低温胁迫下白菜型冬油菜差异蛋白质组学及光合特性分析

分离鉴定白菜型冬油菜低温差异表达蛋白质, 从蛋白质组角度揭示白菜型冬油菜抗寒机理奠定基础。以强抗寒白菜型冬油菜陇油7号为材料, 采用双向电泳和质谱分析技术, 比较低温(4°C、–4°C)和常温(25°C/20°C)下叶片蛋白质组差异;对差异蛋白进行KO和KEGG功能分析。结果表明,低温下陇油7号生长点下陷、植株匍匐, 气孔处于关闭或半关闭状态。2-DE和PDQuest8.0.1软件分析表明, 常温和4°C低温下叶片蛋白质斑点数分别726、738;相对于常温处理, 4°C低温下陇油7号叶片10个蛋白点特异表达、5个蛋白点未表达;MALDI-TOF-TOF MS质谱分析鉴定出11个蛋白质, 参与碳水化合物代谢、糖代谢、氨基酸代谢、有机酸代谢、核酸代谢、信号转导与细胞通讯等细胞过程。冰晶形态显微观察结果表明低温处理后陇油7号叶片蛋白质提取液中含有高活性抗冻蛋白(antifreeze proteins, AFPs)。鉴定的11个蛋白质中, 有5个蛋白质点与光合作用有关, 低温下陇油7号叶片1,5-二磷酸核酮糖羧化酶(RuBPCase)活性和净光合速率Pn下降。叶片Pn下降与RuBPCase表达抑制和活性降低有关, 非气孔限制是Pn下降的主要因素;高活性抗冻蛋白在白菜型冬油菜抗寒中发挥重要作用。     

黄萎病菌侵染对感病棉花品种叶片蛋白质组的影响

为进一步探索黄萎病菌与棉花的相互作用,以感黄萎病棉花品种冀棉11为实验材料,在接种大丽轮枝菌V991 3 d后提取叶片蛋白,运用双向电泳和质谱分析技术研究黄萎病菌侵染后叶片蛋白质组学的变化。分析发现,与对照相比差异表达量在2倍以上的蛋白点有22个,其中上调表达的蛋白点10个,下调表达的蛋白点12个。质谱鉴定发现,上调表达的蛋白包括ATP合成酶β亚基,Ru Bis CO活化酶1,Ru Bis CO活化酶α2以及果糖-1,6-二磷酸醛缩酶,下调表达的蛋白包括质体叶绿素AB结合蛋白,核酮糖二磷酸羧化酶大链以及核酮糖二磷酸羧化酶小链。分别对下调表达的蛋白rubisco小亚基基因(RBCS)和叶绿素AB结合蛋白基因(cab)、上调表达的蛋白Ru Bis CO活化酶1基因(RCA1)进行荧光定量PCR,发现接种黄萎病菌后3个基因在m RNA水平与蛋白水平上的变化是一致的。通过分析推测,黄萎病菌通过与参与光合能量代谢的蛋白相互作用,破坏植物的光合作用,近而引起棉花叶片的萎蔫与凋零。     

甜菜(Beta)M14花期蛋白差异表达的cDNA分析

由于甜菜(Beta)M14染色体数目的变化,导致甜菜M14花后1 h花蕾的蛋白质表达存在明显差异。本研究选取两个甜菜M14花后1 h的差异蛋白点质谱检测结果,依据该质谱检测所得的氨基酸序列设计简并引物,利用RACE技术扩增3'端,利用SMART RACE技术扩增5'端并进行对比分析,从而得到cDNA全长,并对其进行验证和分析。结果显示所得c DNA全长其翻译后所得氨基酸序列与质谱检测结果一致,将此cDNA序列在NCBI数据库里进行分析,结果显示该序列与核酮糖1,5-二磷酸羧化酶或其小亚基(主要是水稻的核酮糖1,5-二磷酸羧化酶或其小亚基)有极高的相似性和同源性。本研究结果为了解甜菜M14染色体数目变化对蛋白质表达的影响提供了新的科学依据。     

双向电泳联用质谱技术研究棉苗对细极链格孢菌蛋白激发子诱导的应答

 采用双向电泳和质谱技术分析了细极链格孢菌蛋白激发子对棉苗诱导的全蛋白质组,建立二者间的差异表达图谱,并对差异蛋白进行了鉴定及分析归类。结果表明,蛋白质分子质量在10～100 kD之间、等电点3～10范围内,每块胶分离到约600个蛋白质点。得到了大约53个差异蛋白点,其中有31个为上调蛋白,22个为下调蛋白。对PEAT诱导后表达量明显增加的 7个上调蛋白点用基质辅助激光解吸/电离飞行时间质谱(MALDI-TOFMS)进行肽质量指纹谱的分析,并通过检索不同的数据库进行蛋白质鉴定与功能预测,获得了4个蛋白的肽质量指纹图谱,经数据库检索鉴定分析,GH-1、GH-3、GH-6推测为核酮糖1,5-二磷酸羧化酶基因家簇,GH-7推测为-S-腺苷一蛋氨酸合成酶。     

草原龙胆雄蕊发育特定阶段差异蛋白质组学的初步研究

在高等植物发育过程中,会发生许多形态学和生理学特征上的改变。为了更好地研究草原龙胆特定发育阶段雄蕊内蛋白质组的差异,以草原龙胆栽培品系49号为试材,利用荧光差异双向电泳技术(2D-DIGE)研究了草原龙胆孢原细胞与小孢子母细胞的差异表达蛋白质组,分析了差异表达蛋白质在草原龙胆雄蕊发育过程中的可能作用。结果表明:利用De Cyder软件分析获得了72个主要差异蛋白质点,其中表达上调点为35个,表达下调点为37个。使用MALDI-TOF-TOF质谱仪对胶上消化后的差异蛋白点进行质谱分析,可信度达到90%以上的蛋白质点为15个,分别为5-甲基四氢蝶酰三谷氨酸高半胱氨酸甲基转移酶、S-腺苷甲硫氨酸合成酶、33 kDa光系统Ⅱ放氧复合体、核酮-1,5-二磷酸羧化酶、质体分裂环状蛋白、34 kDa的线粒体外膜膜孔蛋白、70 kDa热激蛋白、磷酸甘油酸激酶、蛋白水解酶复合体β6型亚单位、天冬氨酸蛋白酶、对ATP和Zn~(2+)依赖型金属蛋白酶和未知功能蛋白等。因此,在草原龙胆雄蕊发育的特定阶段由于蛋白质组的差异表达,导致雄蕊在形态学和生理学特征上发生改变。     

水稻灌浆期叶鞘蛋白质差异表达分析

为研究叶鞘在籽粒灌浆期间代谢的分子机理, 应用差异蛋白质组学方法分析了大穗型水稻“金恢809”在籽粒灌浆不同时期, 叶鞘的蛋白质组变化趋势, 共检测到23个差异蛋白质点, 其中11个得到鉴定, 并按其表达丰度的变化分为6类。第1类, 随着灌浆进程表达量逐渐降低, 如α-亚基草酰乙酸脱羧酶; 第2类, 表达量先升后降, 如二磷酸核酮糖羧化酶小链和ADP-核糖基化因子１; 第3类, 表达量先降后升再降低, 如生长素响应因子、锌指-C3HC4型家族蛋白、液泡H+-ATP酶和二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶活化酶; 第4类, 表达量先升后降再升又降, 如核酮糖α亚基结合蛋白; 第5类, 表达量先降后升, 如金属硫蛋白II相似蛋白-1A和牻牛儿基牻牛儿基二磷酸合酶; 第6类, 表达量逐渐升高, 如蛋白激酶家族蛋白。这6类蛋白分别参与叶鞘光合作用、激素调节、物质转运、植株衰老的抗性反应以及细胞信号转导, 共同调控叶鞘的源、库、流转化。     

烟草细胞质雄性不育系及其保持系的花蕾差异蛋白质分析

为探讨烟草雄性不育的分子遗传机理,对烟草细胞质雄性不育系和保持系进行差异蛋白质组学研究。采用固相pH梯度SDS-PAGE双向电泳,对烟草细胞质雄性不育系MSK326及其保持系K326雄蕊原基分化期、四分体时期及单核时期花蕾蛋白质进行分离,经考马斯亮蓝染色,获得了分辨率和重复性较好的双向电泳图谱。使用PDQuest软件分析蛋白质图谱,利用基质辅助激光解吸电离飞行时间串联质谱分析,然后用Mascot软件对NCBInr数据库搜索。在分子量14.4~97.6 kD、等电点4~7线性范围内,检测到约365个蛋白点,其中7个蛋白质点在保持系中出现, 在不育系中缺失,分别被鉴定为核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶、多酚氧化酶、Patatin homolog蛋白、PSI 9 kD蛋白4类蛋白,推测不育系MSK326雄性不育性可能与营养代谢紊乱、间接抑制雄性器官发育、养分供给不足、免疫能力低和能量转移受到抑制等有关。     

巴西橡胶树幼叶和成熟叶比较蛋白质组学初步研究

为研究不同发育时期橡胶树叶片的功能代谢及揭示天然橡胶胶乳的合成调控机制,本研究以巴西橡胶树古铜期幼嫩叶片（幼叶）和稳定期完全成熟叶片（成熟叶）为实验材料,提取蛋白并进行双向电泳分离,结果发现幼叶与成熟叶相比,蛋白表达图谱差异显著,鉴定出的已知蛋白中多数参与了碳代谢及蛋白的翻译后修饰功能。本研究建立了成熟的巴西橡胶树叶片比较蛋白质组学研究的技术体系,获得了高分辨率的叶片蛋白双向电泳参考图谱,鉴定出来的腈裂解酶A链,核酮糖1,5-二磷酸羧化酶和肌动蛋白等在幼叶和成熟叶片中的表达量不同,这些结果为进一步揭示天然橡胶合成调控机制提供了一定的技术支撑与实验数据,对天然橡胶合成机制的研究以及其它热带植物叶片的蛋白质组学研究具有一定的参考意义。     

外源褪黑素对UV-B辐射下马铃薯光合、荧光特性的影响

增强UV-B辐射会对植物造成损伤,褪黑素可以增强植物抗逆性。通过不同浓度褪黑素处理不同UV-B辐射下的马铃薯幼苗,测定其株高、光合参数(Pn、Gs、Ci、Tr)、荧光参数(Fv/Fm、ETR、qP、NPQ)、1,5-二磷酸核酮糖羧化酶(Rubisco)和磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC),分析褪黑素对UV-B辐射下马铃薯光合、荧光特性的影响,为揭示褪黑素对UV-B辐射下马铃薯植株的防御机制提供科学依据。以马铃薯品种合作88为试验材料,采用自然光照(CK)和3个增强的UV-B辐射(2.5,5.0,7.5 KJ/(m~2·d)),在4种光照条件下分别设置0,25,50,100,150,200μmol/L的褪黑素浓度处理马铃薯幼苗。马铃薯受到增强UV-B辐射后株高、1,5-二磷酸核酮糖羧化酶、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶、光合参数、荧光参数(除NPQ)都降低,施加褪黑素后有所升高。褪黑素能提高马铃薯对UV-B辐射的抗逆性,使其植株增高,光合能力增强,但过高的褪黑素浓度也会对植物造成一定的损伤。     

SNP对盐胁迫下南瓜种子萌发和幼苗光合碳代谢的影响

为探讨外源NO对NaCl胁迫下南瓜种子萌发和幼苗光合碳代谢的影响,以"银辉2号"南瓜品种为材料,在不同强度(0,50,150,250mmol/L)NaCl胁迫下,分别复合(0,30,90,150mmol/L)的SNP浸种6h,研究SNP对南瓜种子发芽率、发芽势;同时采用盆栽法研究SNP对NaCl胁迫下南瓜幼苗叶绿体色素含量、碳代谢相关酶活性及代谢产物的影响。结果表明:150～250mmol/L NaCl胁迫,极显著抑制了南瓜种子的萌发;90mmol/L SNP浸种,显著提高了NaCl胁迫下对南瓜种子的发芽率和发芽势。外源NO通过增加光合色素的含量,明显缓解NaCl胁迫对南瓜幼苗光合作用的抑制。通过提高二磷酸核酮糖羧化酶(RuBPcase)、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPcase),促进了可溶性糖的积累,表明外源NO维持了盐害下南瓜幼苗碳代谢的正常进行,提高了耐盐能力。     

Proteomic Analysis of a Cotton Virescent Mutant Obtained by Space Mutation

We extracted total protein from the second-to-top leaves from the cotton line CCRI 58 and its virescent mutant CCRI 58vsp, which was obtained by space mutation. The protein profiles of the two lines were obtained by isoelectric focusing followed by SDS-PAGE. We analyzed the relative abundance of differentially expressed proteins in leaves between CCRI 58 and CCRI 58vsp using ImageMaster-2D Elite 7.0 software, and further identified the differentially expressed protein spots by matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry(MALDI-TOF/TOF) analysis. The results showed that 41 proteins showed differential expressions between CCRI 58 and CCRI 58vsp. The PI values of these proteins were mainly concentrated in the range of 4.0 to 7.0 and their molecular weights ranged from 15.0 to 95.0 kDa. After further MALDI-TOF/TOF analysis, we identified 14 of the differentially expression proteins. Among these were ribulose-1,5 bisphosphate carboxylase/oxygenase, S-adenosylmethionine synthase, and flavanone3-hydroxylase. The positively identified proteins were associated with photosynthesis and light respiration, ethylene and polyamine synthesis, and flavonoid synthesis. Based on these differentially expressed proteins, we can explain some of the mechanisms of the cotton virescent mutant at the protein level.     

短季棉叶片早衰的比较蛋白质组学研究

选取短季棉品种中棉所10号为研究材料,在棉花叶片衰老过程中,分别取30 d,40 d和50 d时的叶片进行叶片全蛋白的提取,利用双向电泳技术分析叶片衰老过程中的差异蛋白。考马斯亮蓝染色、扫描得到双向电泳图谱后,利用软件ImageMaster 2D Platinum 7.0分析差异蛋白。结果表明,在这3个时期里,共有33个蛋白点表达水平显著变化;对选取的差异蛋白点进行MALDI-TOF-TOF质谱鉴定,最终成功鉴定其中12个蛋白点。蛋白质组学分析表明衰老过程中:参与病虫害防御反应的蛋白6个显著下调表达,1个上调表达;参与光合作用的蛋白2个上调表达,1个下调表达;参与信号转导的2个蛋白均下调表达。     

甜菜(Beta)M14花期蛋白质的变化和分析

甜菜(Beta)M14含有野生白花甜菜的染色体,这使得花期甜菜M14的蛋白质表达存有差异.本研究提取栽培甜菜和甜菜M14开花后1h的花蕾的蛋白质,利用双向电泳分离蛋白质,使用凝胶分析软件分析电泳图谱,观察到甜菜M14中有5个蛋白点存在表达差异,甜菜M14中1个蛋白点缺失,另有少量蛋白质存在表达丰度的增强或减弱.选取其中...     

Rubisco小亚基基因片段的亚克隆及其瞬时表达载体的构建

1,5一二磷酸核酮糖羧化酶／加氧酶位于植物叶绿体中,是绿色植物中含量最丰富的蛋白,它催化CO2固定和光呼吸作用的第一步。从含Rubisco小亚基基因片段的pGR107-rbcS质粒中亚克隆出Rubisco小亚基基因片段,将PCR产物与pGEM-T：Easy载体连接,用EcoRI酶切鉴定酶切重组载体,利用低溶点胶回收大约300bp大小的Rubisco小亚基基因片段,将其回收片段与pSLJ75515瞬时表达载体连接,用EcoRI酶切鉴定,筛选出阳性重组体,即为pSLJ75515-rbcS瞬时表达载体。本实验为进一步研究Rubisco小亚基基因功能和基因沉默机制奠定了基础。     

水稻生育后期蛋白质组差异表达的图谱分析

从蛋白质组学角度对水稻生育后期的叶片蛋白质组变化进行了研究,利用Imagemaster 2D Elite 5.0软件对所得到的双向电泳图谱进行分析比较,以揭示水稻叶片蛋白质组的表达差异。结果表明,经图谱分析共得到差异蛋白质点47个,其中孕穗期及抽穗期新增蛋白质点6个,21个随生育进程表达丰度增加,6个蛋白质点表达丰度逐渐减弱,其它14个蛋白质点呈无规则变化,多表现为在某个生育时期具有峰值;蛋白质是细胞功能执行者,受细胞功能或细胞环境变化的影响,因此,上述蛋白质发生变化的原因可能与水稻后期的发育转变有关系     

棉花幼苗根系响应NaCl胁迫的差异蛋白组学分析

为了探讨盐胁迫对棉花幼苗根系蛋白表达谱的影响,丰富棉花在分子水平上应对盐胁迫的机理,本研究对盐胁迫下棉花幼苗根系进行差异蛋白组学分析。试验利用1%NaCl模拟盐胁迫,对陆地棉品种‘中棉69’进行72 h处理,利用磷酸盐缓冲液研磨后再用月桂酸辅助三氯醋酸沉淀的方法获得棉花幼苗根系蛋白样品,并进行双向电泳分离,获得了分辨率较高、背景清晰的差异蛋白表达图谱。图谱分析显示,共有36个棉花幼苗根系蛋白点响应盐胁迫,其中16个表达量显著上调,20个表达量显著下调。对其中的10个表达差异的蛋白进行了质谱分析和同源蛋白鉴定,结果显示它们分别为抗坏血酸过氧化物酶、烯醇化酶、谷胱甘肽-S-转移酶、醌氧化还原酶、膜联蛋白AnxGb3、叶绿体Rubiso大亚基蛋白结合α亚基、P23蛋白、果糖激酶、乙醇脱氢酶、腺嘌呤磷酸转移酶1亚型1。本研究结果显示盐胁迫下有部分棉花幼苗根系蛋白显示显著差异表达,表明这些蛋白可能参与棉花抗（耐）盐的信号、代谢途径中。