云南石梓叶片蛋白质组学的研究.pdf

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1、陕西林业科技2014，(1)：129～136ShaanxiForestScienceandTechnology云南石梓叶片蛋白质组学的研究田郎译(中国热带农业科学院橡胶研究所，海南儋州571737)摘要：叶片蛋白质组研究对于全面了解与植物生长发育有关的一系列复杂过程具有十分重要的意义。本研究以马鞭草科(Verbenaceae)重要速生木材树种云南石梓(C,melinaarboreaLinn．Roxb．)为材料，对其叶片蛋白质组进行了初步分析研究。叶片蛋白质分析涉及蛋白质提取，双向电泳(2～DE)，以及基质辅助

2、激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-T0F—TOF)分析。我们从该物种叶片的2一DE蛋白质表达谱中共鉴定和分离出了150个分辨率良好的蛋白点，并对其中64个蛋白点进行了串联质谱(MS／MS)分析鉴定。之后，这些蛋白质按不同的功能范畴归入相应类别，如光合作用，氨基酸代谢，细胞骨架，细胞壁代谢，应激相关蛋白，氧化还原维持，电子传递链，植物激素代谢，以及蛋白质翻译和折叠等。相信本研究的方法及结果对于探索与木本物种(如云南石梓)生长及生产力有关的重要生理生化过程会具有一定的参考和利用价值。关键词：集约造林；基质辅助

3、激光解吸电离串联飞行时间质谱；光合作用；蛋白质组学；双向凝胶电泳中图分类号：$792．159文献标识码：B文章编号：1001—2117(2O13)O1—0129一O9各种高大的树木是主要的可再生资源，它们理论或现有肽段质量数据进行比对即可确定该未不仅能持续提供人类所需的各种物资及能源，而知蛋白质的种类。迄今为止，植物蛋白质组学的且还可产生持久的环境效益(如碳固存)。树木的研究依然主要集中在拟南芥、菠菜及水稻等草本净初级生产力依赖于自身的生长潜力，而这又直类植物上。不过，近十年来利用蛋白质组学技术接与其碳固定率

4、及产能效率有关。树木的生长机分析和鉴定与木本植物的各种代谢途径相关的蛋理决定着它们的生产率及对环境变化的反应，但白质也变得越来越普遍。鉴于各种速生树种在减目前人们对它的了解还远远不够深人。叶片蛋白少大气CO含量和缓解日趋严重的温室效应方质的含量及成份已知是决定植物生长及对环境变面所起的重要作用，借助与树木生长及生产力相化反应的关键因子。作为一门新兴的研究学科，关的蛋白质标记筛选和鉴定优良速生树种无疑具蛋白质组学在植物领域的应用正日臻广泛。不管有十分重要的意义。是在植物生长发育还是在其对气候变化反应的研云南石梓

5、(GmelinaarboreaLinn．Roxb．)是究中，蛋白质组学技术都有望发挥出越来越重要印度经济价值最高的乡土树种之一。该植物生长的作用。迅速，在农林复合经营、集约造林及小规模种植中基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱其产量达5Orn。／hm。／a。由于云南石梓生长快，(MALDI—TOF—T0FMS)是现今蛋白质组学成林早，而且材质优良，因而是一种极具推广价值研究中最为有效也是最有潜力的蛋白质鉴定工的优良树种。然而，目前有关该植物生化及分子具。总蛋白质样品经双向电泳(2一DE)分离后，生物学方面的研究报

6、道尚不多见，这使得我们对将单个蛋白点酶切分解，随后进行MALDI—影响其生长及生产力的生理生化基础难以有深人TOF—TOFMS分析可获得该蛋白质特定的肽的了解，也不利于该植物的大规模驯化栽培。本质量指纹图谱(PMF)，将其与数据库中蛋白质的研究以云南石梓为材料，采用双向电泳(2一DE)收稿日期：2013-11-29基金项目：国家天然橡胶产业技术体系专项资金，项目编号：CARS-34一Gw1。作者简介：田郎(1961一)，男，侗族，湖南省新晃侗族自治县人，副研究员，现从事植物生物技术研究工作。·130·陕西林业

7、科技及基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱法行双向凝胶电泳。蛋白质样品(500ttg)采用主动(MALDI—TOF—TOFMS)对其叶片蛋白质组水化上样。选用18cm的固相pH梯度(IPG)胶进行了分析鉴定，以期对参与该植物光合作用等条(pH4—7，线性梯度；Amersham，GE)首先于重要代谢活动的蛋白质能有一个初步的认识。等电聚焦电泳仪(AmershamGEIEFCellsys—tem)上加压(5OV)主动水化12h，随后于2O℃下1材料和方法等电聚焦：500V，3Omin；500～10000V梯度升1．1

8、研究地点和树种压，3h；10000V直到6O000Vh。IEF结束后，云南石梓采样植株生长于印度海德拉巴大学于室温下将IPG胶条分别置于1OmL各含2植物园内。该园位于北纬17．3。10，东经78。23，DTT及49／6碘乙酰胺的平衡缓冲液[5omMTris平均海拔高度542．6m。当地年平均气温28℃—HC1缓冲液(pH8．8)，6M尿素，3O％(w／v)甘(介于16℃至4O℃之间)，年均降雨量2