植物蛋白質(zhì)組學研究進展(續(xù))

1、植物蛋白質(zhì)組學研究進展植物蛋白質(zhì)組學研究進展(續(xù))3蛋白質(zhì)組學在植物科學研究中的應用蛋白質(zhì)組學在植物科學研究中的應用3.13.1植物群體遺傳蛋白質(zhì)組學植物群體遺傳蛋白質(zhì)組學3.1.l3.1.l遺傳多樣性蛋白質(zhì)研究遺傳多樣性蛋白質(zhì)研究基于基因組學的一些遺傳標記，如RAPD(RomAmplifiedPolymphicDNA)、RFLP(RestrictionFragmentLengthPolymphism)、SSR(SimpleSequen

2、ceRepeat)、ISSR(InterSimpleSequenceRepeat)等，已經(jīng)廣泛地應用于植物遺傳研究中。與基因組學的遺傳標記相比，由于蛋白質(zhì)組學的研究對象是基因表達的產(chǎn)物，是介于基因型和表型之間的特性，因而蛋白質(zhì)組學標記是聯(lián)系基因多樣性和表型多樣性的紐帶，具有獨特的意義。通過蛋白質(zhì)組比較來檢測遺傳多樣性的變化已有許多成功的嘗試。Barrenche等(1996年)比較了6個歐洲國家的23種橡樹，分析了幼苗的總蛋白質(zhì)，共得到5

3、30種蛋白質(zhì)，其中101個具有多態(tài)性。實驗結(jié)果顯示種內(nèi)和種間的距離非常接近，并且證實無梗花櫟(Quercuspetraea)和夏櫟(Quercusrobar)兩個種的遺傳分化水平很低。Picard等(1997年)利用2DPAGE分析了親緣關(guān)系很近的硬粒小麥不同株系的遺傳多樣性，發(fā)現(xiàn)品系間的多態(tài)性很低并且7個蛋白可以用于基因型的鑒定。David等(1997等)也利用2DPAGE技術(shù)比較了栽培于不同環(huán)境下但起源于同一種群的小麥，結(jié)果所有的種

4、群都與原種群有差別，David等認為，這不是由隨機漂移引起，而是由適應其各自的氣候條件而形成。3.1.23.1.2突變體的蛋白質(zhì)組學研究突變體的蛋白質(zhì)組學研究突變體研究是植物遺傳學的重要研究手段之一，應用蛋白質(zhì)組學的方法對基因突變引起的蛋白質(zhì)表達變化進行研究可以揭示一些植物生理生態(tài)過程的機制。具體做法通常是對在相同條件下栽培的突變體及野生型植物的2DPAGE圖譜進行比較，受到影響的蛋白質(zhì)通過質(zhì)譜法或Edman測序法進行鑒定，為研究表型突

5、變背后的生化過程提供有價值的信息。Santoni等(1994年)對模式植物擬南芥發(fā)育突變體的總蛋白質(zhì)進行了分析，結(jié)果顯示突變體具有與野生型植物不同的獨特的2DPAGE圖譜，并且得到了與下胚軸長度有關(guān)的一在這之前未曾報道的低豐度蛋白。這些發(fā)現(xiàn)對尋找滲透壓應答新基因，尤其是那些在水稻鹽耐性獲得中起瞬時調(diào)節(jié)作用的基因十分重要。Agrawal等(2002年)用2DPAGE、氨基酸測序和免疫雜交法，首次檢測了臭氧對水稻幼苗蛋白的影響。臭氧對葉片強

6、烈的可見壞死傷害和隨之而來的抗壞血酸過氧化物酶蛋白的增加，反映在二維電泳膠上蛋白質(zhì)點分布的變化。在被檢測的具有可重復結(jié)果的56個蛋白中，52個蛋白點隨控制條件的不同發(fā)生的變化可以通過肉眼判定。檢測的56個蛋白中，6個蛋白是N端阻斷，14個蛋白的序列無法測定，36個蛋白的N端序列和一個蛋白的內(nèi)部序列被測定。研究發(fā)現(xiàn)臭氧造成葉片光合蛋白的劇烈減少(包括核酮糖15二磷酸羧化酶加氧酶)和各種防御、脅迫相關(guān)蛋白的表達。Shen等(2003年)應用

7、蛋白質(zhì)組學方法研究水稻葉鞘傷害反應相關(guān)蛋白，首次揭示了水稻葉鞘傷害信號應答過程中蛋白質(zhì)的變化。比較傷害前后蛋白質(zhì)表達譜，發(fā)現(xiàn)傷害后至少有10個蛋白被誘導或上調(diào)，19個蛋白被抑制或表達量下降。通過N端或內(nèi)部氨基酸測序，分析了其中的14個蛋白，鑒定了9個蛋白的功能，其它蛋白由于N端阻斷，無法得到氨基酸序列信息。此外，還通過MALDITOFMS測定了11種蛋白質(zhì)，并與水稻數(shù)據(jù)庫相吻合。在基因功能被確認的蛋白質(zhì)中，表達量下降的蛋白有2個鈣網(wǎng)蛋白

8、、組蛋白H1和血紅蛋白和一種假定的過氧化物酶；表達量增加的蛋白包括胰蛋白酶抑制因子(BBT1)、兩種假定的蛋白激酶受體類似物、鈣調(diào)素相關(guān)蛋白、核酮糖l5二磷酸羧化酶／加氧酶小亞基、2個甘露糖結(jié)合外源凝集素。其中，4種蛋白質(zhì)已被證實為與傷害反應直接作用的蛋白質(zhì)。Chang等(2000年)對玉米進行缺氧和低氧脅迫研究，發(fā)現(xiàn)低氧處理的效應不僅僅是缺氧脅迫誘導的糖酵解酶的增加。通過質(zhì)譜法共鑒定了46個蛋白質(zhì)，均為在植物中首次得到鑒定。3.2.2

9、3.2.2生物環(huán)境因子蛋白質(zhì)組研究生物環(huán)境因子蛋白質(zhì)組研究植物的生長發(fā)育不僅與非生物因子密切相關(guān)，還受到生物因子如動物、植物、微生物等的極大影響。例如，當植物受到競爭、動物取食、微生物共生或寄生、病菌侵害時，植物將改變體內(nèi)蛋白質(zhì)的表達和酶類的活性等來完成這些信號的感應、傳遞以及生物學效應的實現(xiàn)。因此，通過對蛋白質(zhì)的研究有助于人們更好地了解生物之間的相互作用機制。目前關(guān)于非生物因子對植物影響的蛋白質(zhì)組學研究主要集中在植物與根瘤菌以及植物與