对蕨类植物Dryopteris affinis ssp. affinis配子体中与光响应、物质运输及应激相关过程相关的蛋白质进行了全面的计算机模拟表征

《BMC Genomics》：Comprehensive in silico characterization of proteins associated with light responses, transport, and stress-related processes in the gametophyte of the fern Dryopteris affinis ssp. affinis

摘要

背景

蕨类植物的配子体是蕨类生命周期中的关键阶段，在其建立和持续存在中起着重要作用。尽管配子体在生态和发育方面具有重要意义，但其功能的分子基础仍知之甚少，尤其是在无性繁殖的蕨类植物中。随着转录组资源的日益丰富，人们有了新的机会来研究这一生命阶段的功能组织。

结果

我们对之前发表的来自无性繁殖蕨类植物 Dryopteris affinis ssp. affinis 配子体的 RNA-seq 数据集进行了计算机分析，重点关注了一组经过严格筛选标准（E 值 < 1 × 10?1?? 且最小序列长度 > 450 bp）筛选出的蛋白质候选物。筛选后，共保留了 1,160 种蛋白质，并将其分为三大功能类别：与光相关的过程、运输功能以及应激反应，这些过程代表了配子体生理和环境适应的关键机制。与光相关的蛋白质主要参与光合作用、光呼吸、叶黄素代谢和光形态发生，包括参与光系统组装、叶绿体功能以及光受体介导的信号传导的成分。与运输相关的蛋白质包括多种膜结合和细胞质结合的转运蛋白，它们负责糖类、氨基酸、离子和其他代谢物的运输。此外，还检测到许多与生物和非生物胁迫反应及植物免疫相关的蛋白质。蛋白质-蛋白质相互作用分析识别出少数高度连接的蛋白质节点，其中 MODIFIED TRANSPORT TO THE VACUOLE 1 (MTV17) 被认为是连接度最高的蛋白质，这一结论主要基于数据库分析和文本挖掘的结果，表明其在细胞内运输相关过程中可能具有核心作用。

结论

本研究提供了一个经过精心整理的高可信度蛋白质数据集，扩展了目前对蕨类植物配子体分子结构的认识。所识别的功能类别和相互作用模式突出了配子体生理和应激适应的核心过程，为未来在蕨类植物及其他早期分化陆生植物中的功能研究、比较研究和实验研究提供了资源。