甜菜M14品系響應(yīng)鹽脅迫定量磷酸化蛋白質(zhì)組學(xué)研究.pdf

1、鹽脅迫在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域是一種主要的非生物脅迫，20％以上的陸地和近乎一半的灌溉土地都受到鹽分影響，尋找與抗鹽脅迫相關(guān)蛋白或基因?qū)α私庵参锬望}機(jī)制以及提高植物抗鹽性十分重要。
　　甜菜是甜土植物，且抗鹽能力較強(qiáng);甜菜M14品系是一種特殊品種，它由栽培甜菜（Beta vulgarisL.）和野生甜菜（Beta corolliflora Zoss.）雜交產(chǎn)生，它有耐旱、耐寒、耐鹽等抗逆性，成為挖掘野生甜菜優(yōu)質(zhì)基因和蛋白極其難得的材料。

2、　　蛋白質(zhì)磷酸化在調(diào)控細(xì)胞生命活動(dòng)中起著很重要的作用，通常這種翻譯后修飾會(huì)參與到植物響應(yīng)生物脅迫和非生物脅迫的過程。蛋白質(zhì)磷酸化通過蛋白激酶引入磷酸根基團(tuán)到蛋白質(zhì)來改變蛋白質(zhì)的構(gòu)象進(jìn)而調(diào)控蛋白質(zhì)的活性。本實(shí)驗(yàn)采用了定量蛋白質(zhì)組學(xué)的方法研究甜菜M14品系響應(yīng)鹽脅迫定量磷酸化蛋白質(zhì)的變化，進(jìn)一步研究甜菜M14品系響應(yīng)鹽脅迫的防御機(jī)制。
　　為了研究結(jié)果更加完整準(zhǔn)確，我們同時(shí)從雙向電泳和溶液內(nèi)酶解兩個(gè)方法獲得差異磷酸化蛋白質(zhì)，一方面采用

3、Pro-Q Diamond熒光染色結(jié)合雙向凝膠電泳技術(shù)來分離甜菜M14品系葉片對(duì)照組和NaCl處理組（200mM，400mM）磷酸化蛋白質(zhì)，結(jié)果表明，與對(duì)照組相比，200mM NaCl處理有24個(gè)差異的磷酸化蛋白質(zhì)，有16個(gè)得到成功鑒定，其中有8個(gè)磷酸化蛋白質(zhì)上調(diào)表達(dá)。與對(duì)照組相比，400mMNaCl處理有36個(gè)差異的磷酸化蛋白質(zhì)，有28個(gè)得到成功鑒定，其中17個(gè)磷酸化蛋白質(zhì)上調(diào)表達(dá)。另一方面將對(duì)照組和NaCl處理組(200mM，400

4、mM)的蛋白質(zhì)樣品進(jìn)行溶液內(nèi)酶解，除鹽，富集，經(jīng)處理后的磷酸化肽段采用LC-MS/MS進(jìn)行質(zhì)譜鑒定，鑒定出189個(gè)差異的磷酸化蛋白質(zhì)，94個(gè)磷酸化蛋白質(zhì)上調(diào)表達(dá)，95個(gè)磷酸化蛋白質(zhì)下調(diào)表達(dá)。根據(jù)BLAST注釋信息以及Uniprot中信息及相關(guān)文獻(xiàn)，將以上獲得鹽應(yīng)答差異磷酸化蛋白進(jìn)行功能分類，鑒定出的差異表達(dá)磷酸化蛋白質(zhì)參與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和蛋白激酶(14％)、運(yùn)輸(15％)、代謝(16％)、光合作用(2％)、蛋白折疊和降解(3％)、脅迫和防御(

5、8％)、蛋白合成(7％)、轉(zhuǎn)錄(13％)、細(xì)胞結(jié)構(gòu)(12％)生物過程中。結(jié)合上述蛋白質(zhì)的功能分析繪制了甜菜M14品系響應(yīng)鹽脅迫磷酸化蛋白質(zhì)調(diào)控的代謝圖譜。結(jié)果表明，信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和蛋白激酶、代謝和轉(zhuǎn)錄相關(guān)磷酸化蛋白占較大比例。
　　為了進(jìn)一步研究信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑對(duì)甜菜M14品系的耐鹽機(jī)制的影響，將上述獲得的參與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的15個(gè)磷酸化蛋白質(zhì)編碼基因進(jìn)行了RT-PCR驗(yàn)證，結(jié)果表明參與植物信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中的磷酸化蛋白能夠感知鹽脅迫信號(hào)，傳遞信