干化对粗枝云杉体胚萌发能力影响的蛋白质组研究取得重要进展

05.07.2016  13:57
本文来源: 林业网
　　 中国林业网7月5日讯     干化处理能显著提高针叶树体细胞胚胎（体胚）的萌发能力。但是，目前对干化影响云杉体胚萌发能力的相关蛋白调控机理尚不清楚。针对此问题，中国林科院林业所、林木遗传育种国家重点实验室王军辉研究员课题组采用iTRAQ技术对粗枝云杉高度同步化的体胚在不同时间干化处理下的蛋白质组进行了鉴定和分析。该研究从蛋白水平，揭示了干化对粗枝云杉体胚萌发能力影响的分子调控机理。
      粗枝云杉体胚的萌发率在不同时间干化处理下差异显著，其干化0天和干化14天的萌发率分别为4.67%和56.83%。利用iTRAQ分别对干化0天（D0）、干化7天（D7）、干化14天（D14）和干化7天后萌发1天（G1）的粗枝云杉体胚蛋白质组进行分析，共鉴定到2773个蛋白和636个差异蛋白，其中66个差异蛋白关联到抗逆性。这些胁迫相关蛋白主要涉及渗透作用、内源激素、抗氧化、分子伴侣、防御、嘧啶代谢等。差异蛋白GO富集分析表明，D7 vs D0的生物功能归类主要集中在胁迫响应、乙醛酸循环、几丁质代谢和刺激响应；D14vs D0生物过程主要归为光合作用，包括光合电子传递、光反应、叶绿素合成、四吡咯生物合成、卟啉化合物合成等；D14 vs D7的生物过程主要归为光合作用；而G1 vs D7的生物过程主要为细胞通讯、DNA包装、染色质组装、小分子代谢过程等。蛋白的差异倍数分析表明，与D0阶段相比，水通道蛋白TIP2-1、防御相关蛋白、抗氧化蛋白等胁迫相关蛋白在D7和D14阶段显著上调，而光合作用相关蛋白在D14阶段显著上调。这些胁迫相关蛋白促进了粗枝云杉体胚从形态成熟向生理成熟转变，进一步在弱光下诱导光合作用并萌发。水分、ABA、IAA和H2O2含量的生理测定，也验证了粗枝云杉体细胞胚胎在干化过程中受到水分不足的胁迫。
      研究论文“Proteomic analysis of stress-related proteins and metabolic pathways in?Piceaasperata somatic embryos during partial desiccation”已经被Plant Biotechnology Journal期刊发表（doi: 10.1111/pbi.12588），景丹龙博士为第一作者，张建伟硕士为共同第一作者，该研究工作得到了国家“十二五”科技支撑课题（2012BAD01B01）的资助。（中国林科院）
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05.07.2016  13:57