于涛，李耕，刘鹏，董树亭，张吉旺，赵斌



蛋白质组学分析揭示玉米籽粒发育过程中胁迫相关蛋白的表达特性

于涛，李耕，刘鹏，董树亭，张吉旺，赵斌

（山东农业大学农学院/作物生物学国家重点实验室，山东泰安 271018）

【目的】从蛋白质组学的层面探讨玉米籽粒发育过程中胁迫相关蛋白的表达特性，分析其功能，揭示籽粒自身防御系统的分子调控机理。【方法】大田条件下，以玉米品种登海661（DH661）为供试材料，67 500株/hm2密度下种植，开花期人工饱和授粉后第3、5、10、15、20、30、40和50 天（DAP）取果穗中部籽粒。TCA-丙酮沉淀法提取籽粒总蛋白，用同位素标记相对定量（iTRAQ）技术进行蛋白质组学分析。通过匹配Uniprot玉米蛋白数据库鉴定籽粒总蛋白，并且用基因本论（GO）注释按照生物过程、分子功能及细胞组件进行功能分类。分析鉴定籽粒发育过程中显著差异表达的胁迫相关蛋白，并且将其分层聚类以展示其在籽粒发育过程中的表达模式。【结果】通过匹配玉米蛋白数据库，籽粒中总计鉴定到4 751个蛋白，这些蛋白涉及多种生物过程与分子功能，其中代谢过程与分子过程是最主要的两个生物过程，而催化活性与绑定功能是最主要的两个分子功能类别，表明这些生物过程与分子功能对籽粒发育具有重要作用。定量分析检测到123个胁迫相关蛋白在玉米籽粒发育过程中显著差异表达，主要参与籽粒蛋白修饰（33个）、活性氧（ROS）体内平衡（31个）、贮藏物质保护（17个）、病虫害响应（8个）及其他胁迫响应过程（34个）。蛋白修饰相关蛋白主要包含一系列的热激蛋白、肽基脯氨酰顺反异构酶及蛋白二硫键异构酶，并且这些蛋白在籽粒不同发育阶段均显著积累，这对稳定籽粒中的蛋白结构具有重要作用。……