科研产出
基于Label-free技术的甘蔗宿根性蛋白质组学分析
《分子植物育种 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：宿根是甘蔗生产的主要栽培方式。宿根年限增加引起的宿根蔗产量降低、病虫害增加、宿根年限缩短，严重威胁甘蔗高产栽培。本研究以宿根性强甘蔗品种‘桂热2号’(GR2)和传统主栽品种‘新台糖22号’(ROC22)为试验材料，通过Label-free技术分析品种间宿根3年和宿根6年差异表达蛋白。结果显示：宿根3年两个品种间差异表达蛋白154个，宿根6年两个品种间差异表达蛋白117个；对共有差异表达蛋白及代谢通路进行分析，发现上调蛋白主要参与氰基氨基酸代谢、碱基切除修复、同源重组、嘧啶代谢、真核生物核糖体生物发生、过氧化物酶体、甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢、核苷酸切除修复途径，推测甘蔗的宿根能力与遗传物质的表达和调控有关，而下调蛋白大多参与植物抗逆过程，这可能与‘GR2’综合抗逆能力强有关，在不需要响应胁迫的时间点，相关防卫蛋白表达下调。综上所述，在提高甘蔗抗逆能力的基础上，遗传物质的表达和调控相关基因对于甘蔗宿根年限的延长起到重要作用，值得后续重点关注和研究。
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蛋白质组学分析染色体加倍对木薯表型及块根形成期代谢产物的影响
《植物生理学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：多倍体育种是木薯种质创新的重要途径。为探讨木薯同源四倍体块根发育特性及其与二倍体的差异,本研究通过对木薯新品种‘新选048’（X048-2x）及其同源四倍体（X048-4x）进行表型鉴定、块根主要农艺性状测定、块根形成期主要代谢产物含量测定及蛋白质组分析。结果发现在块根形成期同源四倍体的平均单株块根数、最长块根长度均显著高于二倍体。同源四倍体薯肉中果糖和木质素含量均显著高于二倍体;筛选出的48个重要差异蛋白富集于细胞胞内,主要参与抗旱性、低温驯化等生物学过程,多数具有碳水化合物结合蛋白和多糖结合蛋白等分子功能。KEGG通路富集分析显示差异蛋白主要富集于苯丙酸生物合成通路,且同源四倍体可能是通过调控苯丙酸生物合成途径的上游介导了木质素积累,增加了块根形成的数量。本研究结果为解析木薯同源四倍体块根发育特性、代谢产物积累与蛋白调控机制奠定了理论基础。
关键词： 木薯同源四倍体 蛋白组 农艺性状 块根发育 代谢产物
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不同生长时期嫁接和自根甜瓜蛋白质组学分析
《果树学报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：【目的】研究嫁接和自根甜瓜不同时期生长和生理特性以及蛋白质表达差异,以期从蛋白质水平阐明嫁接影响甜瓜生长发育机制,为甜瓜嫁接优质高产栽培提供理论依据。【方法】以白籽南瓜为砧木嫁接薄皮甜瓜,自根苗为对照,测定生长指标、产量和生理指标的变化,采用TMT标记结合高效液相色谱—质谱串联技术(TMT-LC-MS/MS)比较分析嫁接和自根甜瓜不同生长时期叶片蛋白的表达差异,并应用平行反应监测(PRM)技术对6个差异蛋白进行靶向验证。【结果】相较于自根甜瓜,嫁接甜瓜具有较大的茎粗、叶面积和较高的产量,叶片可溶性蛋白、木质素、叶绿素a、叶绿素b和叶绿素a+b含量显著增加,渗透调节物质Pro含量、抗氧化酶SOD和POD活性显著升高,膜脂过氧化物MDA含量显著减少。蛋白质组学分析表明,有2 187个蛋白表达差异显著,苗期、开花期、果实成熟期差异蛋白的数目分别为1 141、716和330个。功能和通路富集分析发现,差异蛋白主要有催化活性和键合作用等分子功能;参与代谢过程、细胞成分组成和单个有机体生命过程;差异蛋白主要富集在苯丙素合成、核糖体、卟啉和叶绿素代谢和光合作用等代谢途径中。PRM验证分析表明差异蛋白的变化趋势与TMT定量结果基本一致。【结论】砧木嫁接可能通过提高渗透调节和抗氧化酶活性,减少膜脂过氧化,促进苯丙素合成、核糖体、卟啉和叶绿素代谢等途径相关蛋白的表达来改善甜瓜生长。
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甘蔗响应梢腐病菌侵染的蛋白质组学分析
《热带作物学报 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：本文旨在解析甘蔗响应梢腐病菌侵染过程中的生理生化机制,为甘蔗抗梢腐病育种及病害防治提供理论指导和科学参考.以我国甘蔗梢腐病主要致病菌Fusarium verticillioides孢子悬浮液为病原,以高抗梢腐病品种YT94/128和高感梢腐病品种GT37为宿主材料,在温室条件下进行针刺法接种,提取病情指数最严重时期,即接种后第14天的甘蔗叶片蛋白质进行iTRAQ定量表达分析.结果显示,从GT37中成功鉴定3707个蛋白,获得542个差异表达蛋白,其中上调表达187个,下调表达355个;从YT94/128中成功鉴定到3068个蛋白,获得差异蛋白449个,其中上调表达191个,下调表达258个.这说明遗传背景不同的甘蔗品种在蛋白质组成上有很大差异,推测这是不同甘蔗品种间抗梢腐病性差异的重要分子基础.
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大豆抗豆卷叶螟的转录组和蛋白质组关联分析
《中国农业科学 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：【目的】通过对大豆受豆卷叶螟幼虫胁迫下的转录组和蛋白质组结果进行联合分析,筛选出一些与大豆抗豆卷叶螟相关的候选基因,为深入认识大豆抗豆卷叶螟的分子调控机制奠定基础。【方法】以高抗材料赶泰-2-2(HR)和高感材料皖82-178(HS)为研究对象,运用RNA-Seq技术和i TRAQ技术鉴定出豆卷叶螟幼虫取食诱导0和48 h时样品间的差异表达基因(DEGs)和差异表达蛋白(DEPs),将在蛋白水平和转录水平关联到的所有可定量数据进行关联分析,计算蛋白水平和转录水平间的相关系数。【结果】蛋白质鉴定结果表明,HR48/HR0、HS48/HS0、HR0/HS0和HR48/HS48比较组中分别鉴定出236、250、213、211个DEPs;转录组鉴定结果表明,HR48/HR0、HS48/HS0、HR0/HS0和HR48/HS48比较组中分别鉴定出1 064、680、605、468个DEGs。定量关联分析结果表明,HR48/HR0、HS48/HS0、HR0/HS0和HR48/HS48比较组的相关系数r分别为0.156、0.2687、0.1149和0.035;HR48/HR0、HS48/HS0、HR0/HS0和HR48/HS48比较组中分别关联到11、9、3和4个DEPs/DEGs,其中蛋白和m RNA表达趋势相同的基因分别有11、9、2和3个,蛋白和m RNA表达趋势相反的基因分别有0、0、1和1个。生物信息学分析结果表明,这些差异蛋白功能涉及代谢途径、核糖体、类黄酮生物合成、亚油酸代谢、氨基糖-核苷酸代谢、氨酰生物合成、亚麻酸代谢、次生代谢产物的生物合成、苯基丙酸生物合成、RNA运转、谷胱甘肽代谢、抗坏血酸盐和aldarate代谢等。功能关联分析结果表明,HR48/HR0比较组中有27条Pathway通路共关联到101个DEPs和23个DEGs,HS48/HS0比较组中有15条Pathway通路共关联到147个DEPs和16个DEGs,HR0/HS0比较组中有18条Pathway通路共关联到82个DEPs和10个DEGs,HR48/HS48比较组中仅有1条Pathway通路关联到71个DEPs和2个DEGs。同时关联发现胰蛋白酶抑制剂A、K型胰蛋白酶抑制剂、查尔酮异构酶4、脂氧合酶9、α-加氧合酶1、9S-脂氧合酶、植物凝集素前体、POD12、应激蛋白SAM22和c APX1等可能是大豆抗豆卷叶螟潜在的靶标蛋白(基因)。q RT-PCR表达分析结果表明,5个DEPs/DEGs在HR48/HR0比较组的表达趋势与它们的RNA-Seq和i TRAQ结果基本一致。【结论】确定了一些与豆卷叶螟的抗性相关蛋白(基因)和代谢通路,这些差异蛋白可能直接或间接参与大豆对豆卷叶螟的抗虫反应。
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山药块茎发育过程中淀粉积累及差异蛋白分析
《华南农业大学学报 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：【目的】明确山药Dioscorea spp.块茎发育过程中淀粉积累规律,为高产优质山药栽培及育种提供理论依据。【方法】以‘GH16’为材料,测定山药块茎发育过程中淀粉积累变化,并通过石蜡切片观测块茎组织、细胞及淀粉粒变化,采用蛋白质双向电泳技术寻找与块茎物质积累相关的关键蛋白。【结果】在块茎形成初期(4—5月)未见淀粉积累;块茎膨大初期(6月)淀粉粒均匀分布于薄壁组织细胞中,随后块茎细胞、淀粉粒随着山药块茎的发育逐渐增大,淀粉迅速积累;至膨大中后期(9月后),淀粉粒大量积累于靠近维管束周围的薄壁组织细胞中;到膨大后期(11月)块茎细胞达到最大值,细胞纵径和横径分别为121.685和89.572μm,淀粉积累达到高峰,淀粉粒长径最长达27.608μm (12月),短径最长达16.450μm (11月);3个发育时期共有179个蛋白表达发生了显著变化。选取其中差异较大的52个蛋白点进行质谱鉴定,其中31个差异表达的蛋白被鉴定,这些差异蛋白主要是与糖代谢和淀粉合成相关的酶,如6–磷酸葡萄糖酸脱氢酶、果糖–1,6–二磷酸醛缩酶、ATP合成酶α亚基、UTP–葡萄糖–1–磷酸尿苷酰转移酶、磷酸甘油酸激酶1等,它们在膨大初期后表达上调。山药块茎特异蛋白Dioscorin在膨大后期大量积累。【结论】山药块茎的膨大是细胞分裂与细胞膨大及淀粉积累共同作用的结果;块茎发育过程中的主要差异蛋白在糖代谢及淀粉合成过程中起关键作用。
关键词： 山药 块茎 生长发育 淀粉积累 显微结构 蛋白组学
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外源激素影响苦瓜种子发育过程中蛋白表达的初步分析
《南方农业学报 》 2015 北大核心 CSCD
摘要：【目的】研究外源ABA和GA对苦瓜种子发育过程中蛋白质表达的影响,揭示外源ABA和GA对苦瓜种子蛋白质累积进程调控的生理机制。【方法】以密瘤小果型苦瓜MC26为材料,在花后第5 d分别用ABA和GA处理果实,以清水处理为对照;运用双向电泳分析苦瓜种子发育过程中蛋白质组的动态变化。【结果】不同处理中,经ABA处理且花后22 d采收的苦瓜种子蛋白表达量和蛋白条带数均最高,经GA处理且花后28 d采收的苦瓜种子蛋白表达量和蛋白条带数均最低。经GA处理的苦瓜种子蛋白表达量低于对照,而经ABA处理的苦瓜种子中低分子量(18~35 k D)蛋白表达量略高于对照。2-DE图谱分析结果表明,经外源ABA和GA处理的苦瓜种子分别出现23和26个差异表达蛋白质点;其中ABA处理上调表达的蛋白点有13个,下调表达的蛋白点有10个;GA处理上调表达的蛋白点有15个,下调表达的蛋白点有11个。选用表达量明显变化的19个蛋白质点,通过MALDI-TOF-TOF MS分析和数据库检索,成功鉴定出9个差异表达蛋白质点,涉及到胁迫响应、糖酵解、贮藏和未知蛋白等4个功能类别。【结论】ABA和GA处理的苦瓜种子贮藏蛋白的表达与对照存在明显差异,说明外源ABA和GA对苦瓜种子贮藏蛋白累积具有一定的调控作用。
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适用于双向电泳的芒果叶片蛋白提取方法的建立
《西南农业学报 》 2015 北大核心 CSCD
摘要：为建立一套适用于鉴别"四季芒"成花蛋白表达差异的双向电泳方法,摸索出合适的芒果叶片蛋白提取方案。以"四季芒"芒果叶片为材料,采用TCA-丙酮法、酚抽提乙酸铵沉淀法、改良酚抽提乙酸铵沉淀法等3种芒果叶片蛋白提取方法,进行SDSPAGE和双向电泳,比较这些方法的提取效果。结果表明,改良酚抽提乙酸铵沉淀法比一般酚抽提法获得更高质量的蛋白。对沉淀产物洗涤和干燥步骤的优化能有效提高TCA-丙酮法蛋白提取质量。提取液p H能明显影响改良酚抽提乙酸铵沉淀法所提蛋白的得率、2-DE凝胶蛋白点数量和分布。p H 8.5提取液所提蛋白获得最多的2-DE蛋白点,但在小分子区域蛋白分辨率比p H9.0提取液所提蛋白低。TCA-丙酮法所提蛋白在大分子区域2-DE蛋白点分辨率不如改良酚抽提乙酸铵沉淀法,但小分子和高等电点区蛋白点分辨率却明显好于后者。实验表明改良酚抽提乙酸铵沉淀法和TCA-丙酮法有很强的互补性,可以在双向电泳体系中组成双提取法提高蛋白分辨率。
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低温胁迫下龙眼碳酸酐酶基因(CA)的克隆与表达分析
《园艺学报 》 2012 北大核心 CSCD
摘要：应用蛋白质组学研究低温胁迫下龙眼叶片蛋白质组变化时发现碳酸酐酶(CA)蛋白下调表达。利用RT-PCR方法克隆CA基因的全长cDNA,GenBank登录号JN033201,长度为1119bp,包括1个966bp的开放阅读框,编码321bp的氨基酸序列,同源性分析表明,12个不同植物同源性为81%～88%。龙眼CA基因具有典型的CA结构域,并且非常保守。实时荧光定量分析结果表明,CA在龙眼根、茎、叶中都有表达,为组成型表达,在叶中的表达量最高,茎和根中的表达量最少。CA基因在低温胁迫下随着低温胁迫时间的延长而发生变化。将CA在大肠杆菌中表达,获得1个约40.5kD的外源蛋白。推测CA表达与低温胁迫有关。
关键词： 龙眼 低温胁迫 蛋白质组学 差异蛋白 碳酸酐酶 基因 克隆 表达
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