棉花晋A细胞质雄性不育系及其保持系差异蛋白质组分析

【目的】对棉花晋A细胞质雄性不育系及其同核异质保持系MB177（JB）雄性败育关键时期的花药进行差异蛋白质组研究,为进一步揭示棉花细胞质雄性不育机理奠定基础。【方法】运用双向电泳技术对晋A细胞质雄性不育系及其保持系小孢子发育的造孢细胞时期和小孢子母细胞时期表达的蛋白质进行分离（考马斯亮蓝染色）;采用PDQuest8.0.1软件进行斑点检测,并经统计学分析确定获得差异表达蛋白质;对这些差异蛋白质斑点进行LC-Chip-ESI-QTOF-MS质谱分析,用Mascot软件搜索NCBInr绿色植物,鉴定差异表达蛋白质;对差异表达蛋白质进行GO和KEGG功能分析。【结果】PDQuest8.0.1软件分析表明,晋A不育系和保持系在花药发育的造孢细胞时期和小孢子母细胞时期的花蕾总蛋白质斑点数分别为1 525、1 540和1 554、1 540,这些蛋白质斑点的分子量分布在10-100 kD,等电点分布在3-10。经差异定量研究和统计学分析,共鉴定到15个在晋A不育系与保持系间显著差异表达的蛋白斑点,15个差异蛋白质斑点都得到了质谱特异峰图。对应的蛋白质H（+）-转运ATP合成酶、谷胱甘肽还原酶、线粒体上的ATP酶亚基、核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶大亚基和UDP-D葡萄糖脱氢酶在不育系与保持系花药发育2个阶段均差异表达;膜联蛋白、S-甲酸谷胱甘肽水解酶、momilactone A 合成酶类似物、一个具有丙二烯氧化环化酶活性的未命名蛋白质和一个位于线粒体上的保守预测蛋白质仅在不育系和保持系花药发育的造孢细胞时期差异表达;β-羟酰-ACP脱水酶、丙酮酸脱氢酶-α亚基以及与花粉发育相关的一个预测蛋白质仅在不育系和保持系花药发育的小孢子母细胞时期差异表达。这些差异表达蛋白质主要参与小孢子与绒毡层发育过程,它们的下调或上调表达可能造成发育与代谢过程的不协调性,产生不正常的小孢子和绒毡层提前解体,从而导致雄性不育。采用荧光定量PCR分析核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶大亚基基因和H（+）转运ATP合成酶基因的转录变化,它们在转录水平与蛋白质表达的趋势一致。【结论】晋A不育系的小孢子败育可能与能量代谢紊乱、茉莉酸合成途径损害、细胞内大量ROS积累、查尔酮合酶活性下降有关。雄性不育的产生是一个复杂的生物学过程,涉及到多个基因的相互作用,构成了一个复杂的调控网络。     

基于TMT蛋白组学及生物信息学分析牦牛抗冻差异蛋白

【目的】从蛋白水平阐明牦牛抗寒性能机理,并进一步从营养学角度提高其代谢性能,为牦牛有效抵御外界恶劣气候条件提供科学依据。【方法】应用TMT蛋白组学技术对寒冷季节（1月）和温暖季节（8月）的牦牛抗冻蛋白进行挖掘,并对鉴定到的牦牛抗冻蛋白进行亚细胞定位、结构域、GO功能富集、KEGG信号通路注释、蛋白相互作用等生物信息学分析。【结果】从牦牛耳组织中共鉴定获得21856个肽段（Peptide）,其中特有肽段（Unique peptide）序列为18452个,定量获得4519个蛋白,最终筛选出144个差异蛋白,其中上调蛋白89个、下调蛋白55个。144个牦牛抗冻差异蛋白亚细胞定位到7个条目上,分别是细胞核蛋白56个、细胞质蛋白51个、质膜蛋白24个、细胞外蛋白23个、线粒体蛋白18个、细胞骨架蛋白1个和溶酶体蛋白1个;共鉴定到194个结构域。GO功能富集分析结果显示,生物过程主要富集到细胞过程蛋白79个、代谢过程蛋白70个和生物调控蛋白42个等,分子功能主要富集到结合功能蛋白75个和催化活性蛋白64个等,细胞组分主要富集到细胞部分蛋白89个和细胞蛋白89个等。144个牦牛抗冻差异蛋白在KEGG数据库中注释到205条KEGG信号通路,主要涉及核糖体、氮代谢、胞质DNA感受、动物体内生热作用、氧化磷酸化、白细胞介素-17及钙离子信号等通路。牦牛抗冻差异蛋白相互作用网络分析发现L8IHE5的关联度最高,且冷诱导RNA结合蛋白（CIRP）和HSP70结合蛋白在蛋白相互作用网络中具有更多的相互作用关系。【结论】基于TMT蛋白组学对牦牛抗冻差异蛋白进行挖掘,结果鉴定获得144个抗冻差异蛋白（上调蛋白89个,下调蛋白55个）,其中CIRP和HSP70在冷应激条件下呈上调趋势,能促使牦牛肌体适应低温环境,可作为牦牛抗冻性育种的候选分子标记。     

基于Label free定量蛋白质组学技术对马铃薯晚疫病菌氮饥饿条件下分泌蛋白组初步分析

【目的】探讨氮源是否影响马铃薯晚疫病菌分泌蛋白的致病性。【方法】应用蛋白质组学Label-free技术,对受氮饥饿处理24 h和未处理的马铃薯晚疫病菌分泌蛋白进行鉴定,并对其鉴定蛋白进行生物信息学分析。【结果】共发现61个蛋白质的表达量存在显著差异,其中41个蛋白质表达量上调,20个蛋白质表达量下调。经生物信息学分析表明它们95%定位于细胞核、细胞质、线粒体和分泌型,主要参与碳代谢、氨基酸的生物合成和核糖体代谢,参与的生物过程主要是细胞过程、代谢过程和细胞成分组织或生物起源。【结论】氮源提高致病性蛋白的分泌,影响马铃薯晚疫病菌的致病性。     

干旱胁迫下红麻叶片的差异蛋白表达分析

【目的】研究耐旱性高的红麻品种在干旱胁迫条件下的蛋白质表达,揭示红麻耐旱性的生理机制。【方法】以鉴定出的耐旱性红麻品种GA42为材料,在苗期（五叶期）设置正常供水与控水比较试验,运用双向电泳分析红麻在干旱胁迫和正常供水条件下叶片蛋白质组的动态变化。【结果】对2-DE图谱分析后发现,在干旱胁迫下出现65个差异表达蛋白质点,选用表达量明显上调的9个蛋白质点,通过MALDI-TOF-TOF MS分析和数据库检索,鉴定出6个差异表达蛋白的功能,分别是2个核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶（Rubisco）或其大亚基（所有植物进行光合碳同化的关键酶）、1个Rubisco活化酶（广泛存在于植物中调节Rubisco活性的酶）、1个二甲基萘醌甲基转移酶（一种参与甲基转移反应的辅酶）、1个推定的胞质型谷氨酰胺合成酶（参与高等植物氨同化过程的关键酶）、1个ATP合酶β亚基（在活性细胞中起着将其它能量合成为生物能量通货-ATP的能量转换作用）。【结论】揭示了红麻GA42表现出较强的耐旱性与上述6个差异表达蛋白质点明显上调有关。     

基于 iTRAQ 技术筛选红榄李种子响应败育差异表达蛋白

【目的】探索濒危红树植物红榄李败育种子的分子机制。【方法】借助iTRAQ定量蛋白质组学技术分析红榄李不同育性种子蛋白质组的表达差异。对质检合格的两个蛋白质组进行酶解,iTRAQ标记后进行高效液相色谱、质谱检测。利用Mascot软件进行蛋白质鉴定,通过iTRAQ定量寻找差异表达蛋白,并进行GO功能注释、KEGG代谢通路和蛋白互作分析,并通过实时荧光定量PCR对8个差异候选表达基因进行验证。【结果】红榄李种子蛋白质组共鉴定出2 380个蛋白,其中差异表达蛋白448个,包括上调表达蛋白238个和下调表达蛋白210个。差异蛋白中的1.86%与生殖发育的生物学过程密切相关。GO分析表明,败育种子的上调蛋白主要参与到内质网蛋白的加工、RNA转运、RNA降解、囊泡运输中SNARE相互作用及mRNA调控等生物学过程。差异蛋白中的UGGT蛋白、HSP蛋白和囊泡相关膜蛋白可能在败育种子的发育过程中发挥重要调控作用。【结论】参与种子萌发和植物生长发育的转录因子出现不同程度的差异表达,可能是导致红榄李种子败育的直接或间接原因,研究结果为红榄李濒危机制和种质资源保护研究提供了科学支撑。     

基于4D label-free技术的水稻成熟种子蛋白质组学研究

【目的】从蛋白水平揭示水稻种子成熟的分子基础，探究调控水稻种子成熟的关键蛋白和代谢通路。【方法】选用授粉后30 d的成熟水稻种子，利用4D label-free定量蛋白质组学进行质谱鉴定，通过生物信息学技术分析蛋白的亚细胞定位、结构域、GO注释和KEGG通路注释。【结果】总共鉴定了3 484个种子成熟期的蛋白，相对分子质量大多在10 000～100 000之间，主要分布于细胞质、细胞核、叶绿体、线粒体和质膜上；结构域主要涉及蛋白质翻译的RNA识别基序和蛋白磷酸化修饰的蛋白激酶结构域；GO分析表明，成熟种子的蛋白主要参与了细胞过程和代谢过程，主要涉及催化活性和结合等功能，大多分布在细胞、细胞组分、细胞器和细胞膜等部位；KEGG分析发现，蛋白主要富集在核糖体、内质网中的蛋白质加工、氧化磷酸化和糖酵解等途径，推测蛋白质的翻译、加工和能量代谢是水稻种子成熟期的主要分子事件；进一步鉴定了脱落酸(Abscisic acid,ABA)信号和吲哚乙酸(Indoleacetic acid,IAA)代谢的相关蛋白，同时也发现了NAC(NAM、ATAF1/2和CUC2)家族的转录因子。【结论】贮藏物质的积累...     

葡萄抗、感白粉病植株叶片蛋白质组差异比较

【目的】运用蛋白质组学比较研究白粉病不同抗病性葡萄蛋白质组构成的差异,找出白粉病感病蛋白和抗病蛋白。【方法】以抗病葡萄植株“6-12-4”和感病植株“6-12-2”为材料,在人工接种白粉菌后0（接种前）,2,4 d取叶片样品,提取其总蛋白,通过双向电泳技术,找到不同抗病性葡萄接种白粉菌后不同时间表达有差异的蛋白质点,对其中表达差异明显的蛋白质点进行回收和纯化,并进行MALDI-TOF质谱鉴定。【结果】从供试样品中共获得26个差异表达的蛋白质点,其中10个表达有明显差异的蛋白质经质谱鉴定后有7个为阳性斑点,3个为阴性斑点。蛋白质肽质量指纹鉴定结果表明,7个阳性斑点中有2个是假定蛋白,2个是未命名蛋白,差异蛋白质点5411为33 ku光系统Ⅱ放氧复合体外周蛋白,差异蛋白质点5625为核酮糖1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶,差异蛋白质点7121为病程相关蛋白PR10。【结论】这些差异表达的蛋白可能与葡萄植株抗、感白粉病的特性有一定关联。     

水稻地方品种月亮谷与LTH叶片蛋白质的双向电泳分析

 为了研究水稻地方抗病品种月亮谷与感病品种丽江新团黑谷（LTH）在未接种稻瘟菌前蛋白质间的差异,利用双向电泳技术对月亮谷与LTH叶片的蛋白质组分进行研究。试验选用pH 4～7,17cm的IPG胶条,利用双向电泳技术分离上述两个水稻品种的稻苗叶片的蛋白质,分析其蛋白质点表达量的差异,同时选取差异显著的蛋白质点进行质谱分析。利用Gene ontology软件对这些蛋白质进行了功能分类。月亮谷与LTH叶片蛋白的双向电泳图谱得到34个差异蛋白点,对其中20个蛋白点进行质谱测定,鉴定到13个差异蛋白,包括1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶大亚基,3-磷酸甘油醛脱氢酶,ATP合酶,UDP-葡萄糖焦磷酸化酶,铁氧蛋白-NADP-还原酶,叶绿素a/b结合蛋白等。因此认为月亮谷与LTH叶片中主要是参与生长代谢和防御相关的蛋白质存在差异。这些蛋白在水稻与稻瘟病菌互作中的表达模式和对抗病性的贡献值得下一步深入研究。     

基于转录组测序的苦瓜皂苷合成相关基因的鉴定和分析

【目的】皂苷是苦瓜果实苦味的主要来源,具有降血糖、抗癌等多种药用价值。鉴定和挖掘参与调控苦瓜皂苷生物合成的代谢通路及基因,为进一步深入解析苦瓜皂苷形成的分子机制提供参考。【方法】以苦瓜高代自交系GK24为试验材料,分别在子房期（T1）、幼果期（T2）、商品果期（T3）和完全成熟期（T4）取果实组织,通过香草醛-冰醋酸法测定不同时期的苦瓜皂苷含量,利用转录组测序的方法鉴定差异表达基因。【结果】从T1到T4,苦瓜内源皂苷含量随着果实发育而呈现显著下降的趋势。转录组测序共鉴定到17 504个基因,在T1-vs-T2、T2-vs-T3和T3-vs-T4三组比较中,下调表达基因数量均高于上调表达基因数量。GO富集分析表明含磷复合物代谢过程、驱动蛋白复合体和2-琥珀酰-6-羟基-环己二烯-1-羧酸合成酶活性分别是生物过程、细胞组分及分子功能模块最显著富集的条目。KEGG分析显示全局与概述图谱、碳水化合物代谢和氨基酸代谢是3组比较中共同的最显著富集的代谢通路。根据表达模式可将基因划分为20个模块,其中profile 0中基因的表达量从T1到T4逐渐降低,与苦瓜果实发育过程中皂苷含量变化规律一致。从p...     

枯草芽孢杆菌NCD-2对棉花根系分泌物L-脯氨酸响应的转录-蛋白质组学联合分析

【目的】棉花根系分泌物L-脯氨酸是影响生防菌株定殖的关键因素之一,前期研究发现L-脯氨酸能够提高枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）NCD-2生物膜形成能力。通过高通量测序技术分析L-脯氨酸调控枯草芽孢杆菌NCD-2生物膜形成和生防潜力相关的基因,为深入认识棉花根系分泌物与生防菌株的分子互作关系打下基础。【方法】以枯草芽孢杆菌NCD-2菌株为供试材料,外源添加浓度为10 mg·mL^-1的L-脯氨酸共培养24 h后,分别进行转录组（RNA-seq）和同位素标记相对定量蛋白质组技术（iTRAQ）分析,对所获得的转录组和蛋白质组数据进行生物信息学分析,利用实时荧光定量PCR（RT-qPCR）验证不同代谢通路中部分差异基因的表达情况。 【结果】转录组分析发现,L-脯氨酸和NCD-2菌株共培养后,获得1 071个差异表达基因（DEG）,其中602个基因上调,469个基因下调。GO分析发现在生物过程、细胞组分和分子功能方面分别有49、14和30个功能条目显著富集。KEGG代谢通路主要富集在化合物代谢、鞭毛组装、细菌运动和趋化作用。蛋白质组学分析发现,筛选到211个差异表达蛋白（DEP）,其中118个蛋白上调,93个蛋白下调。GO分析发现在生物过程和分子功能方面分别有13和8个功能条目显著富集。KEGG代谢通路主要富集在氨基酸代谢、碳水化合物类代谢、鞭毛组装和ABC转运蛋白。进一步转录-蛋白质组学联合分析发现,在L-脯氨酸作用下,检测到共有的显著差异表达基因（或蛋白）112个,其中38个基因（或蛋白）下调,74个基因（或蛋白）上调。GO功能显著富集主要集中在营养库活性、催化活性、细胞膜、定位、细胞脂质代谢过程、氧化还原过程、sigma因子活性、转运活性、芽孢形成9个方面。KEGG代谢通路主要富集在能量代谢、ABC转运蛋白、抗生素生物合成、鞭毛组装、运动或趋化作用和双组分系统方面。RT­qPCR验证了26个差异表达显著基因,结果发现在表达量上存在一定的差异,但表达趋势与RNA­seq和iTRAQ组学分析结果基本一致。【结论】棉花根系分泌物L-脯氨酸与枯草芽孢杆菌NCD-2之间的互作存在一个复杂的生物过程,依赖于不同代谢通路网络中的多个基因。双组分系统、抗生素生物合成、能量代谢、运动或趋化作用、鞭毛组装和ABC转运蛋白通路中的差异基因（或蛋白）可能在棉花根系分泌物与枯草芽孢杆菌互作过程方面发挥着重要作用。     

氮素对灌浆期夏玉米叶片蛋白质表达的调控

【目的】在大田生产条件下研究氮素对灌浆期玉米叶片蛋白质表达的调控。【方法】在大田生产条件下,以紧凑耐密型玉米杂交种登海618为试验材料,研究施氮对玉米穗位叶花后净光合速率、硝酸还原酶（NR）活性、超氧化物歧化酶（SOD）活性、过氧化物酶（POD）活性、丙二醛（MDA）含量和可溶性蛋白含量的影响。采用TCA-丙酮沉淀法提取灌浆期（花后20 d）两个施氮处理下玉米穗位叶总蛋白质,并用双向凝胶电泳技术（2-DE）分离获得蛋白质图谱。采用ImageMaster-2D Elite 7.0图像分析软件对蛋白质图谱进行比较,确定玉米叶片应答灌浆期施氮处理的差异蛋白点。通过MALDI-TOF/TOF MS质谱分析及NCBInr数据库搜索,对差异表达蛋白质进行鉴定并分析其涉及的生物学功能。【结果】开花后,随生育进程的推进,玉米穗位叶净光合速率、叶绿素含量、NR、SOD和POD活性及可溶性蛋白含量均呈下降趋势,而MDA含量则呈上升趋势。相对于不施氮处理,施氮处理下叶片叶绿素含量、NR、SOD和POD活性及可溶性蛋白含量均显著提高,而MDA含量则显著下降。对灌浆期玉米叶片进行双向电泳及图谱分析,分别在施氮和不施氮条件下检测出1 086和1 170个蛋白点。通过图像分析软件进行成对匹配分析,共得到29个显著差异蛋白点。经质谱鉴定分析,29个显著差异蛋白点中有25个被成功鉴定,鉴定成功的蛋白中除未知蛋白（蛋白点55）和30s核糖体蛋白（蛋白点1089）外,其余蛋白表达量均在施氮条件下上调。通过搜索NCBInr数据库,差异表达的蛋白主要分为8类,包括13个能量相关蛋白,2个防御相关蛋白,2个蛋白合成相关蛋白,2个蛋白目的和储存相关蛋白,1个细胞生长相关蛋白,1个次级代谢相关蛋白,1个转运相关蛋白和3个未知蛋白。【结论】施氮对灌浆期玉米叶片光合能力、碳代谢能力、防御能力、蛋白合成能力、蛋白目的和储存能力、以及次级代谢能力等均有显著提升作用。     

临床型奶牛乳房炎乳腺组织的比较蛋白质组研究

 【目的】采用比较蛋白质组学技术分析、检测了临床健康与乳房炎奶牛乳腺组织中的差异表达蛋白,以寻找药物治疗目标,探讨奶牛乳房炎的发生机理。【方法】采用二维凝胶电泳分离临床健康与乳房炎奶牛的乳腺组织蛋白,考马斯亮蓝染色,PDQuest7.4软件自动匹配检测差异表达蛋白斑点,高效液相色谱串联离子阱质谱分析鉴定。【结果】凝胶图谱中检测出15个差异蛋白斑点,串联质谱分析后有12个蛋白斑点可搜索到相应的结果,对应于10种蛋白质,主要涉及结合、运输和催化活性等分子功能,参与细胞、代谢及生物调节等生理过程。【结论】临床健康与乳房炎奶牛的乳腺组织中蛋白的表达模式存在差异,表达差异蛋白与奶牛乳房炎的发生相关,对其分析有利于探索机体的生理病理状态,还可为揭示奶牛乳房炎的发生机理提供直接依据。     

耐热和热敏感水稻应答灌浆初期高温胁迫过程中的差异表达蛋白质鉴定

【目的】鉴定水稻籽粒应答灌浆初期高温胁迫过程中的差异表达蛋白质,并了解其生物学功能。【方法】以耐热水稻纯系XN0437T和热敏感水稻纯系XN0437S为材料,采用桶栽、常规栽培管理方法种植。为保证所取样品生长发育进程一致,在抽穗期标记同一天抽穗的稻穗、在扬花期标记这些稻穗中同一天开花的颖花（稻穗中、下部）。水稻于籽粒灌浆初期（花后第8-14天）移入人工气候箱进行高温（38.0±0.5）℃和常温（25.0±0.5）℃对照处理,处理时间设1、3和5 d;处理结束后,取同一天标记的颖花、采用TCA-丙酮沉淀法提取总蛋白质,用蛋白质双向电泳技术分离获得2个水稻纯系应答灌浆初期高温处理的籽粒蛋白质图谱,采用蛋白质图谱分析软件先分别比较两水稻纯系的处理及其平行对照的蛋白质图谱,确定水稻应答灌浆期高温胁迫中的丰度差异蛋白点,再比较水稻纯系XN0437T和XN0437S应答高温的丰度差异蛋白点,从而确定耐热和热敏感水稻应答高温胁迫的差异表达蛋白点;通过串联质谱分析和数据库搜索鉴定耐热和热敏感水稻应答灌浆初期高温的差异表达蛋白质并分析其涉及的生物学功能。【结果】水稻籽粒蛋白质图谱分析结果显示耐热和热敏感水稻应答灌浆初期高温胁迫过程中存在27个表达丰度相差2倍以上的蛋白点;质谱分析和数据库搜索获得25个差异表达蛋白质,其生物学功能主要涉及生物合成（10个蛋白质）、能量代谢（4个蛋白质）、氧化作用（7个蛋白质）、应激反应（3个蛋白质）和转录调控（1个蛋白质）等生物学过程。【结论】灌浆初期高温胁迫影响水稻籽粒中参与生物合成、能量代谢、氧化作用、应激反应和转录调控等生物学过程相关蛋白质的表达,这些蛋白质的表达模式因水稻基因型（耐热和热敏感水稻）不同、高温胁迫程度（高温处理天数）不同而存在差异。     

玉米早期发育阶段粒位效应的蛋白质组学分析

【目的】从蛋白质组学的角度研究早期发育阶段玉米上、中部籽粒差异表达的蛋白质,分析其功能,探明玉米粒位发育差异的分子机理。【方法】在大田条件下,以粒位效应显著的玉米品种登海661（DH661）为供试材料,90 000株/hm²密度下种植,在开花期人工饱和授粉后0、3、6、12 d取果穗上部与中部籽粒。采用TCA-丙酮沉淀法提取籽粒总蛋白,双向电泳分离后获得蛋白质图谱。分别以0、3、6、12 d中部籽粒的凝胶作为参考胶,将上部籽粒凝胶与其进行比对,利用Image master 2D 7.0软件分析籽粒早期发育不同阶段上、中粒位蛋白质表达的差异。通过 MALDI-TOF/TOF MS 质谱分析及 NCBI数据库搜索,对差异表达蛋白质进行鉴定并分析其涉及的生物学功能。【结果】较高密度种植后,果穗籽粒早期发育阶段共检测到超过1000个清晰蛋白质点。通过图像处理软件成对匹配分析,果穗上、中部籽粒早期发育阶段差异蛋白质点为66个,其中52个蛋白质点与NCBI数据库匹配,鉴定率为78.8%。差异蛋白质涉及籽粒呼吸与能量代谢（10个蛋白质点,19%）、胁迫与防御（9个蛋白质点,17%）、蛋白质代谢（9个蛋白质点,17%）、氮代谢（6个蛋白质点,11%）、细胞分化与增殖（5个蛋白质点,10%）、转录与翻译（5个蛋白质点,10%）、次生物质代谢（3个蛋白质点,6%）等功能范畴。对相关的差异蛋白质表达丰度分析,与中部籽粒相比,上部籽粒涉及细胞分化与增殖、呼吸与能量代谢的大部分蛋白质在一个或多个时间段内均显著下调,说明上部籽粒胚乳细胞增殖及呼吸能量代谢能力显著降低。同时,上部籽粒涉及胁迫与防御的多种抗氧化酶系、乙二醛酶1以及涉及蛋白质代谢的4个分子伴侣蛋白质在发育早期也处于低水平表达,说明上部籽粒应对逆境条件防御能力较弱且蛋白质结构不稳定。另外,与中部籽粒相比,上部籽粒氮代谢中丙氨酸转氨酶以及S-腺苷甲硫氨酸合成酶1在授粉后6-12 d内均下调表达,说明上部籽粒氮同化能力较弱,影响后续的氨基酸合成与蛋白质代谢过程。【结论】与果穗中部籽粒相比,上部籽粒细胞分化与增殖相关蛋白质的表达水平较低,呼吸与能量代谢能力较弱,导致上部籽粒库容与库活性降低。另外,面对氧化应激等逆境时,上部籽粒相关的抗氧化酶以及分子伴侣蛋白表达水平较低,致使其防御能力低于中部籽粒。丙氨酸转氨酶、S-腺苷甲硫氨酸合成酶1（SAMS）的差异表达也可能是导致粒位效应的重要原因。     

干旱胁迫下玉米开花期雄穗差异表达蛋白质的鉴定与筛选

【目的】 研究玉米开花期不同耐旱性玉米自交系的蛋白质表达差异,分析玉米响应干旱胁迫的主要代谢途径并发掘有价值的耐旱基因,对响应干旱胁迫的差异表达蛋白质组进行筛选和鉴定分析。【方法】 以强耐旱系PHBA6和弱耐旱系吉63为材料,设计干旱胁迫和正常灌溉处理。在玉米开花期进行干旱胁迫处理,取雄穗小花提取蛋白经双向凝胶电泳分离、凝胶图像扫描和质谱分析。【结果】 质谱分析共筛选出542个高清晰、重复性强的蛋白质点。其中,差异表达丰度达2.0倍以上的蛋白质点共有59个,强耐旱系PHBA6中有26个,弱耐旱系吉63中有37个,在强耐旱系PHBA6与弱耐系吉63中都表达且差异显著的蛋白质点有4个。【结论】 干旱胁迫蛋白参与代谢物和能量前体合成、核苷酸代谢、氧化还原辅酶代谢过程、蛋白翻译调控、细胞蛋白质及氨基酸代谢过程的调控、含硫化合物的合成与代谢过程、半胱氨酸的生物合成及代谢过程和光合作用等。细胞组分分类显示二者中的差异蛋白都与叶绿体及其结构相关,而且差异蛋白的细胞组分分类一致,但在生物学代谢过程及分子功能分类上相差较大,这些显著的差异表达的蛋白可能是形成不同品系间耐旱性强弱的主要原因。     

‘春甜橘’及其突变体果皮差异相关蛋白质组分析

【目的】柑橘自然芽变材料是柑橘育种的重要来源。‘明柳甜橘’(Citrus reticuiata Blancocv.Mingliutianju,MP)是从‘春甜橘’(C.reticuiata Blanco cv.Chuntianju,CP)中选育出的自然芽变品种。分析‘春甜橘’与其自然芽变‘明柳甜橘’果皮差异蛋白质,探讨导致两品种形态差异的原因。【方法】以花后12周和23周的‘明柳甜橘’和‘春甜橘’果皮为材料,采用双向电泳技术(Two-dimensional gel electrophoresis,2-DE)分离获得野生型与突变型差异表达蛋白点,利用MALDI-TOF-MS质谱鉴定技术分析相关差异蛋白质,并进行功能注释和生物信息学分析。【结果】将提取的果皮总蛋白质经双向电泳后,分别采用硝酸银和考马斯亮蓝染色法进行蛋白质凝胶染色,均获得了清晰的2-DE电泳图。2-DE图谱经Image Master 2D软件分析表明,硝酸银染色法能检测到约1 200个蛋白点,考马斯亮蓝染色法能检测到约500个蛋白质点,从中各选取20个变化丰度2倍以上且重复性好的蛋白点进行MALDI-TOF-MS质谱鉴定和数据库检索分析,共有33个蛋白质有功能注释,其中17个蛋白质在‘明柳甜橘’果皮中表达上调,16个表达下调。按照33个差异蛋白质的功能,可将其分为11类,它们分别参与糖类/能量代谢、胁迫/防御反应、核酸代谢、氨基酸代谢、转录、氮代谢、脂肪酸代谢、蛋白修饰与降解以及未知类。利用KOBAS(KEGG Orthology-Based Annotation System)在线功能分析平台对33个差异表达蛋白质进行信号通路分析,其中18个差异蛋白质有KO注释,共涉及31条信号通路,按照P值大小排列,类黄酮生物合成过程位居第一,说明该信号通路最有可能参与春甜橘芽变形成过程。【结论】综合分析‘春甜橘’和‘明柳甜橘’基因水平及蛋白质水平的差异,推测可能是由参与类黄酮生物合成过程的差异表达基因尿苷二磷酸葡萄糖基转移酶基因和差异表达蛋白咖啡酰辅酶A-O-甲基转移酶的差异表达导致了二者的表型差异。     

玉米杂交种与亲本苗期叶片差异表达蛋白谱分析

【目的】建立玉米杂交种与亲本苗期叶片差异表达蛋白谱,探讨叶片大小杂种优势形成的分子机理。【方法】以玉米强优势杂交种Mo17/B73及其亲本发芽后第5天的第3片叶为材料,采用双向电泳技术（2-DE）,结合MALDI TOF MS质谱技术,建立叶片细胞分裂和生长关键区域的差异表达蛋白质谱,并对差异表达蛋白进行质谱鉴定。【结果】在检测到的630个蛋白质点中,有52个蛋白质点在杂交种与亲本之间的表达差异达到显著水平,表现为单亲沉默（15个）、偏高亲（13个）、偏低亲（8个）、杂种上调（6个）、杂种下调（7个）和杂种特异表达模式（3个）。另外,还成功鉴定出了其中的28个差异表达蛋白质点,涉及到代谢、胁迫响应、糖酵解、转录调控、蛋白折叠和降解、三羧酸循环、细胞骨架、发育及未知蛋白质等9个功能类别。【结论】玉米杂交种与亲本在蛋白丰度上存在明显的差异,并且差异表达蛋白涉及到多个功能类别,可能与玉米叶片大小杂种优势的形成有关。     

2D-DIGE技术研究自交不亲和杏品种‘新世纪’花柱表达蛋白

 【目的】从蛋白质组水平探索杏树自交不亲和的分子遗传机制。【方法】采用双向差异凝胶电泳和质谱检测技术,对自交不亲和杏品种‘新世纪’在小蕾期、大蕾期、自花授粉后24 h及异花授粉(‘新世纪’ב巴旦水杏’)后24 h的花柱进行差异性蛋白质组学研究。【结果】在‘新世纪’杏的小蕾期、大蕾期、自花授粉后24 h、异花授粉24 h后的花柱中共检测到约1 500个蛋白点,其中有66个差异表达的蛋白点。自交不亲和杏柱头对自体与异体花粉感应在蛋白质组水平有差异,其中异花授粉后花柱中特异表达的蛋白点1个,异花授粉后表达丰度明显升高的蛋白点4个,表达丰度明显降低的蛋白点29个;质谱分析只有13个蛋白质点得到归属鉴定。【结论】明确‘新世纪’杏花花柱对自体与异体花粉感应在蛋白质组水平上有差异。     

水稻籽粒蛋白质积累的模拟模型研究

 【目的】蛋白质含量是稻米的重要品质指标。通过解析和综合水稻植株氮素积累和转运的动态规律及其与环境因子和基因型的定量关系，构建一个基于氮流生理过程的水稻籽粒蛋白质形成模拟模型，以期为水稻生产中籽粒蛋白质指标的动态预测和管理决策提供量化工具。【方法】以田间试验资料为基础，结合已有水稻生长模型，采用生理发育时间作为定量生育进程的尺度，通过解析和综合水稻植株氮素积累和转运动态的基本规律及其与环境因子和基因型的定量关系，构建花前植株氮素吸收与积累、花后氮素吸收与转运及籽粒蛋白质形成过程的模拟模型。【结果】利用不同年份、不同生态点、不同品种类型和不同肥水条件下的大田试验资料对籽粒蛋白质形成模型进行了检验，籽粒蛋白质含量模拟值与观测值之间的决定系数大于0.84，根均方差（RMSE）小于0.26%。表明模型具有较好的通用性和可靠性，可以较准确地预测不同条件下的水稻籽粒蛋白质含量与蛋白质产量。【结论】基于植株氮素积累和转运的生理生态过程，以生理发育时间为主线，建立了较为简化的水稻籽粒蛋白质积累动态的模拟模型，模型的研究不仅为定量预测不同生态与肥水条件下不同水稻品种籽粒蛋白质含量与蛋白质产量的动态变化奠定了基础，而且是对国内外现有水稻生长与产量模拟模型的发展和完善。