杭师大沈波组:水稻叶片衰老相关蛋白的定量蛋白质组学分析

【字体: 时间:2017年12月27日 来源:联川生物

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  本研究为了更好地了解LYP9水稻叶片衰老的复杂机制,鉴定与叶片衰老相关的蛋白质,建立蛋白质表达变化与叶片衰老之间的联系,采用了iTRAQ定量蛋白质组学方法研究了LYP9水稻灌浆期叶片中蛋白质的表达谱。

  

水稻是重要的粮食作物之一,随着人口的增长,人类对大米的需求不断增加。为确保粮食安全,提高水稻生产成为人类的首要任务之一。但是,水稻籽粒的产量往往受到叶片衰老的严重影响。例如,梁优培9号(LYP9)超级杂交稻具有较高的抗病性优势,但对衰老较敏感,常导致水稻产量下降。因此,了解水稻叶片的衰老机制将有助于延长水稻的生命周期。

植物叶片衰老包括各种生理过程,包括叶绿素和蛋白质降解,光合作用终止,分解代谢物和营养物质的转运以及对细胞凋亡的响应。近年来,一些与衰老相关的基因(SAGs)已经被确定。随着测序技术的发展,有研究揭示叶片衰老期间的全局基因表达模式。然而,迄今为止,关于水稻叶片衰老期间翻译水平相关变化的研究很少。

本研究为了更好地了解LYP9水稻叶片衰老的复杂机制,鉴定与叶片衰老相关的蛋白质,建立蛋白质表达变化与叶片衰老之间的联系,采用了iTRAQ定量蛋白质组学方法研究了LYP9水稻灌浆期叶片中蛋白质的表达谱。

LYP9水稻灌浆期的早,中,晚期叶片(分别命名为LYP9-E,LYP9-M和LYP9-L),每隔15天收集一次,每个样品中含有24个叶片(取12株水稻植株上的两个叶片),液氮处理后储存在-80℃备用。

本研究基于iTRAQ定量蛋白质组学方法比较分析了响应水稻叶片衰老相关蛋白质的表达谱。共鉴定出5067个蛋白质。与LYP9水稻灌浆早期叶片中的蛋白质相比,灌浆中期叶片中240个蛋白质表达上调,188个蛋白质表达下调;灌浆晚期叶片中387蛋白质表达上调,202个蛋白质表达下调。此外,本研究还鉴定出在早、中、晚期叶片均上调表达的39个蛋白质,均下调表达的18个蛋白质。其中叶绿体伴侣蛋白10,香叶基焦磷酸还原酶,镁螯合酶亚基ChLD,胆色素原脱氨酶,原叶绿素酸酯还原酶B和硫氧还蛋白样蛋白CITRX可能参与叶片的衰老过程。本研究为理解LYP9水稻的衰老机制提供了重要的信息,为今后进一步研究奠定了基础。


 
图 LYP9水稻籽粒灌浆早,中,晚期蛋白质表达谱

参考文献
Xu XB, et al. Quantitative proteomics analysis of proteins involved in leaf senescence of rice (Oryza sativa L.) Plant Growth Regulation, 2017, doi.org/10.1007/s10725-017-0345-5

本研究中iTRAQ蛋白质定量分析服务由联川生物提供

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