水稻与病原物互作蛋白质组学研究进展

植物与病原物互作的分子机制一直是植物病理学研究的热点。近年来,功能基因组学研究策略,包括蛋白质组学和转录组学,已广泛应用于基因、蛋白的功能鉴定和表达谱研究。蛋白质组学作为转录组学研究的一个互补内容,已成为系统研究植物应答病原物侵染的蛋白质表达谱和翻译后修饰的有力工具。水稻作为已完成基因组测序的单子叶植物,是研究植物与病原物互作分子机理的理想模型。因此,着重介绍了蛋白质组学的研究技术,水稻响应细菌、真菌及病毒等病原物侵染的蛋白质组学研究进展和水稻与病原物互作磷酸化蛋白质组学的概况。     

水稻叶绿素蛋白质复合体的简易分析法

光合作用这个非常复杂的过程涉及到叶绿体中的光合蛋自质。在光反应的还原和磷酸化期间,类囊体膜上的遇白质参与H 的传递。 对类囊体膜上蛋自质合成的许多研究表明,蛋白质遗传信息编码在叶绿体基因组和 (或)核基因组的某一部位上,但仅鉴定到少数蛋白质标记。通常,分离叶绿素蛋白质复合物是利用蔗糖或聚葡萄糖密度梯度离心法,对完整叶片细胞的叶绿体进行分级分离而实现的。这种方法需要大量的样品,且制备提纯的步骤冗长,因此认为有必要开发一种简易的方法,来确定核基因和叶绿体基因的遗传标记,并利用大量样本检测核和叶绿体DNA的突变。 本…     

椰子ZF-HD基因家族的鉴定及生物信息学分析

ZF-HD蛋白是一类只存在于植物体内且含有锌指结构域的转录因子家族,其不仅能够调节植物的生长发育,且在植物响应逆境过程中也起着重要的作用。本研究通过比对已开发的椰子基因组数据,共鉴定出20个椰子ZF-HD蛋白。采用生物信息学的方法,对其基因结构、蛋白理化性质、蛋白质保守结构域、超二级结构、系统进化树及表达谱进行分析。结果显示：椰子ZF-HD蛋白多为碱性蛋白,且主要定位于细胞核、叶绿体及线粒体中。椰子ZF-HD基因家族可分为6个亚族,每个亚家族都具有相似的结构域和超二级结构。motif搜索分析显示,CoMIF亚族只含有锌指结构域保守序列,其他亚族均含有锌指结构域序列与同源异形盒结构域序列。表达谱分析显示,CoZHD18、CoZHD20在测序的各组织中表达较少,其他家族成员在各组织中的表达量具有差异性。     

NPTII标记转基因棉花再生株的延其筛选

新霉素磷酸转移酶(Neomycin Phosphotransferase Ⅱ,NPTⅡ)基因是迄今植物遗传转化中应用最为广泛的选择标记.该基因编码新霉素磷酸转移酶亦称氨基糖苷-3＇-磷酸转移酶(aminoglycoside-3'-phosphotransferase Ⅱ),其编码产物可使氨基糖苷类抗生素(aminoglycoside angibi-otics)如卡那霉素(kanamycin,Km)、新霉素(neomycin)、G418等磷酸化而失活.卡那霉素等氨基糖苷类抗生素能与植物细胞叶绿体和线粒体中的核糖体30S小亚基相结合,影响70S起始复合物的形成,干扰叶绿体及线粒体的蛋白质合成,从而导致植物细胞死亡.     

茶树PPR基因家族全基因组鉴定及白化相关基因表达分析

三角状五肽(PPR)蛋白作为一类靶向定位于半自主细胞器的序列特异性RNA结合蛋白,在植物的生长发育过程中具有重要的作用.本研究基于茶树基因组数据,利用生物信息学方法对茶树CsPPR基因家族进行系统鉴定,并对其蛋白质理化性质、结构域保守性、亚细胞定位、基因结构、染色体定位与分布等进行了分析.结果表明,在茶树基因组数据中共...     

不同沉淀剂对酚抽法提取植物蛋白质效果比较分析

酚抽法已经逐渐成为植物蛋白质组研究中通用的蛋白质提取方法,但在各种改进酚抽法中,应用到的沉淀试剂各不相同,致使蛋白沉淀得率、纯度和沉淀时间也各异,本研究以热带植物橡胶树叶片、胶乳和海马齿叶片为研究材料,在过饱和硫酸铵甲醇溶液、醋酸氨甲醇溶液和丙酮溶液沉淀剂下对比蛋白提取的效果,通过单向电泳检测、胶图质量分析、质谱鉴定、蛋白沉淀时间和得率比较,发现3种沉淀剂提取的蛋白样品1-DE图谱显示的蛋白条带数量均较多,但醋酸铵沉淀法提取蛋白图谱有条纹不清晰现象。得出结论：丙酮沉淀法对橡胶树叶片和胶乳蛋白质的提取率较高,硫酸铵沉淀法对海马齿叶片蛋白质提取率较高。过饱和硫酸铵甲醇溶液和丙酮沉淀剂提取的蛋白质质量较高,所得蛋白图谱背景清晰,质谱鉴定蛋白质信息量大。研究结果可优化提取高质量植物蛋白质的方法,并有望为顽拗类植物蛋白质组学研究提供参考。     

玉米rboh基因家族鉴定及非生物逆境表达分析

在玉米基因组水平鉴定13个rboh蛋白基因,分别定位于6条染色体上.家族蛋白被分成3个亚组,第2亚组成员ZmrbohB、ZmrbohD和ZmrbohG基因均含有14个外显子、定位叶绿体;其余两个亚组成员具有不同亚细胞定位,其中第1亚组基因间具有较强的正向选择压力.Zmrbohs基因在不同组织和发育阶段的表达模式不同,其...     

蛋白质组学及植物蛋白质组学研究进展

随着功能基因组学研究的深入进入了蛋白质组学的研究.阐述了蛋白质组学和植物蛋白质组学的概念及研究的技术手段、应用,同时综述了蛋白质组学和植物蛋白质组学研究的策略和趋势.     

基于转录组的剑麻ARF基因家族的鉴定及表达分析

生长素反应因子（Auxin Response Factors, ARFs）是植物特有的多基因转录因子家族,参与植物生长发育过程的调节。本研究基于转录组数据,通过生物信息学方法鉴定剑麻ARF基因家族成员,同时对其进行相关生物信息学分析。结果表明：在剑麻中共鉴定得到15个ARF基因,并依次命名为AhARF 1~15。其编码的蛋白质含有409~1011个氨基酸,分子量约为45.17~112.13 ku,等电点为5.17~9.34。亚细胞定位预测结果显示,13个AhARFs定位于细胞核,2个AhARFs定位于叶绿体。保守结构域分析结果表明,AhARFs基因家族有8个成员同时含有B3、ARF和Aux/IAA这3个相对保守的结构域,其他成员仅含有B3和ARF这2个结构域。进化树分析表明,剑麻AhARFs蛋白可分为5个亚家族。15个剑麻AhARFs基因在剑麻紫色卷叶病不同发病时期呈现不同的表达规律。本研究为进一步深入探索剑麻ARF基因家族的功能奠定了重要理论基础。     

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。     

南丰蜜桔贮藏期间果皮褐变的蛋白质组分析

为探讨南丰蜜桔采后蛋白质组的变化,采用酚抽法提取果皮蛋白,建立南丰蜜桔果皮蛋白质组研究中的双向电泳技术,获得了重复性好、分辨率高的蛋白质图谱。利用PDQuest软件对所得到的双向电泳图谱进行比较分析,共得到差异蛋白质点45个,其中上调表达的蛋白点有33个,下调表达的蛋白点有12个,这些差异蛋白点可能与果实贮藏相关。     

适于水稻根、叶、悬浮细胞总蛋白质分析的高分辨率双向电泳方法

提取了水稻根、叶、悬浮细胞的总蛋白质,用双向电泳进行分离,得到了高分辨率和高重复性的双向电泳图谱。在根、叶、悬浮细胞的双向电泳图谱上能分别检测到至少1190、1320、1080个蛋白点,重复样品图谱间的相关系数在0.87～094。还对水稻蛋白质的提取过程和电泳条件进行了改进和优化,对其他植物蛋白的双向电泳分析有一定的借鉴作用。     

孕穗期水稻不同功能叶的发育蛋白质组学分析

 从蛋白质组学角度对杂交水稻汕优63孕穗期4个叶位功能叶片蛋白质组变化进行了研究,以揭示水稻孕穗期叶片蛋白质组的表达差异。4个不同时期功能叶片蛋白质经双向电泳得到分离,应用Imagemaster 2D Elite 5.0软件对所得到的双向电泳图谱进行分析比较,共得到差异表达蛋白质点23个,差异表达蛋白质点经质谱分析,有14个得到鉴定。对鉴定出的蛋白功能进行研究,结果表明:差异表达的蛋白质大部分(9个)为参与光合作用和呼吸作用的蛋白质;其次为与蛋白结构及功能调控相关的蛋白质(3个),表达量表现为随叶位上升而上调;其余为参与氨基酸代谢的蛋白质(2个),表达量在较低叶位叶片中无显著规律,在剑叶中的表达量显著上调。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应与水稻不同叶位叶片生长发育特性有关。     

养分胁迫对籽粒灌浆期水稻叶片衰老影响的蛋白质组学分析

 采用蛋白质组学分析技术,对养分胁迫下杂交水稻威优916功能叶片蛋白质组差异表达进行研究,以揭示养分胁迫影响籽粒灌浆期水稻衰老的分子机理。经双向电泳分离,从功能叶中获得34个差异表达蛋白质,其中26个蛋白质功能得到鉴定,包括11个参与光合作用蛋白质,4个参与呼吸作用蛋白质,10个参与抗氧化及信号传导蛋白质和1个未知功能蛋白质。分析结果表明,养分胁迫下,灌浆期水稻叶片光合作用及呼吸作用显著下降;清除活性氧类蛋白质表达量下调,活性氧生成蛋白质及胁迫信号传导蛋白质表达量上调,水稻抗性减弱,叶片中活性氧积累,水稻衰老加剧。     

Characterization of Amaranthus cruentus L. seed proteins by 2-DE and LC/MS–MS: Identification and cloning of a novel late embryogenesis-abundant protein

Amaranth is taking great attention as an important cereal crop that could fulfill food requirements for the growing population, especially in developing countries. However, the protein composition of these seeds is not well known yet. We have used the proteomics tools to characterize amaranth seed proteome. About 400 proteins spots were resolved on two-dimensional gel electrophoresis (2-DE) and protein spots were analyzed by LC-MS/MS (liquid chromatography tandem mass spectrometry). Identified proteins were related to stress and defense responses, metabolic, respiratory, and oxide-reduction processes. One abundant spot was identified as a Late Embryogenesis Abundant (LEA) protein and the gene was cloned and characterized. The AcLEA cDNA contains a 418 bp open reading frame (ORF) encoding a polypeptide of 139 amino acids. Bioinformatics analysis showed that AcLEA belongs to LEAs Group 5. Proteomics is a powerful technique that could be used even in non-sequenced organisms such as amaranth. The obtained information reveals that amaranth seed, beyond the classical seed storage proteins, contains proteins related to protection against stress. The identification of these proteins opens the door to the application of new strategies to improve the quality of amaranth production.     

白叶1号白化过程中叶绿体蛋白质组差异分析

白叶1号是一种温度敏感型白化茶树品种,叶绿体的变化是其产生阶段性白化现象的关键因素。本研究以白叶1号鲜叶叶绿体为研究对象,采用双向电泳、质谱鉴定结合生物信息学分析,研究阶段性白化过程中叶绿体蛋白的表达差异,探讨白叶1号阶段性白化现象的分子机制。结果表明,在白叶1号白化前期、白化期和复绿期叶绿体中分别识别726、748、718个蛋白质,其中差异表达的蛋白59个,质谱成功鉴定22个差异表达蛋白。生物信息学分析表明,差异表达蛋白直接或间接参与了光合作用、应激响应、核酸代谢、物质代谢和未知功能等,其中与光合作用相关的差异表达蛋白最多,占31.82%,表明阶段性白化现象可能与这些生理功能相关。通过荧光定量PCR分析发现,差异蛋白的基因表达与蛋白表达存在一定差异,这可能是由于蛋白质翻译后加工及修饰造成的。上述研究为进一步揭示白叶1号阶段性白化现象产生的分子机制奠定了理论基础。     

青稞叶绿体基因RNA编辑位点的预测、鉴定与比较分析

为了阐明青稞叶绿体基因组RNA编辑位点的组成与特性,首先利用生物信息工具对青稞叶绿体基因的RNA编辑位点进行了预测,结果发现了35个分布于15个基因的编辑位点,所有编辑均为C到U的转换,其中基因ndhB包含的编辑位点数量最多,达9个,这与其他麦类作物相似;进一步利用RT-PCR结合克隆测序,对预测的35个位点进行了实验验证,发现18个编辑位点被证实发生了C到U的编辑;对编辑前后编码蛋白质的结构进行了比较分析,发现RNA编辑引起了编码蛋白的结构变化,暗示RNA编辑可以造成编码蛋白功能的改变。最后,将青稞叶绿体基因RNA编辑位点与栽培大麦、野生大麦的叶绿体RNA编辑位点进行了比较,发现青稞与栽培大麦的RNA编辑组成完全一样,而野生大麦缺失了 ndhA-563位点,初步印证了大麦的起源进化关系。     

茶树叶绿体基因组SNP分子标记的初步研究

传统的叶绿体基因分子标记在茶组植物分类系统研究中的应用价值相对有限,为了筛选可用于茶树鉴别与母系溯源的SNP（单核苷酸多态性）位点组合,将18个已报道的茶组植物叶绿体全基因组序列进行比对,通过设计通用引物,在169个茶树品种/品系中进行候选分子标记扩增与一代测序分析,筛选出16对引物,共含25个SNP位点可用于茶树品种母系溯源与鉴别分析。另外,将SNP位点组成的DNA指纹图谱结合茶树品种资源基本信息进行数字编码,最终形成由30位数字组成的茶树品种资源分子身份证,并构建相应的条形码和二维码用于品种识别。本研究数据为茶树品种的母本溯源与鉴别提供新的思路。