云南石梓叶片蛋白质组学的研究.pdf

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,.)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:$: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,它们不仅能持续提供人类所需的各种物资及能源,而且还可产生持久的环境效益(如碳固存)。树木的净初级生产力依赖于自身的生长潜力,而这又直接与其碳固定率及产能效率有关。树木的生长机理决定着它们的生产率及对环境变化的反应,但目前人们对它的了解还远远不够深人。叶片蛋白质的含量及成份已知是决定植物生长及对环境变化反应的关键因子。作为一门新兴的研究学科,蛋白质组学在植物领域的应用正日臻广泛。不管是在植物生长发育还是在其对气候变化反应的研究中,蛋白质组学技术都有望发挥出越来越重要的作用。基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI—TOF—T0FMS)是现今蛋白质组学研究中最为有效也是最有潜力的蛋白质鉴定工具。总蛋白质样品经双向电泳(2一DE)分离后,将单个蛋白点酶切分解,随后进行MALDI—TOF—TOFMS分析可获得该蛋白质特定的肽质量指纹图谱(PMF),将其与数据库中蛋白质的理论或现有肽段质量数据进行比对即可确定该未知蛋白质的种类。迄今为止,植物蛋白质组学的研究依然主要集中在拟南芥、菠菜及水稻等草本类植物上。不过,近十年来利用蛋白质组学技术分析和鉴定与木本植物的各种代谢途径相关的蛋白质也变得越来越普遍。鉴于各种速生树种在减少大气CO含量和缓解日趋严重的温室效应方面所起的重要作用,借助与树木生长及生产力相关的蛋白质标记筛选和鉴定优良速生树种无疑具有十分重要的意义。云南石梓(.)是印度经济价值最高的乡土树种之一。该植物生长迅速,在农林复合经营、集约造林及小规模种植中其产量达5Orn。/hm。/a。由于云南石梓生长快,成林早,而且材质优良,因而是一种极具推广价值的优良树种。然而,目前有关该植物生化及分子生物学方面的研究报道尚不多见,这使得我们对影响其生长及生产力的生理生化基础难以有深人的了解,也不利于该植物的大规模