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基于iTRAQ技术对甜菜块根膨大蛋白质组学的研究

王雪峰  
【摘要】:甜菜(Beta Vulgaris L.)是全球主要的糖料作物之一,以其块根为制糖原料,种植以块根的大小和含糖为经济指标。研究甜菜块根膨大过程中的蛋白质组学变化对了解甜菜块根增长的分子机制有着重要作用。本研究采用同位素标记相对和绝对定量(iTRAQ)的方法,对甜菜块根膨大过程鉴定到的蛋白质进行生物信息学注释,并通过比较根重增长速率不同甜菜品种在块根膨大过程中差异表达的蛋白质,初步阐明蛋白质在甜菜块根增长中的作用机制。主要得到以下研究结果:1)共发现1409种可能与甜菜块根发育相关的蛋白质,主要参与碳代谢,激素合成,蛋白质代谢,细胞壁合成,脂类代谢等途径。2)根重增长快的甜菜品种在甜菜块根快速膨大时期能量代谢中异柠檬酸脱氢酶等相关蛋白差异表达倍数高于根重增长慢的品种,表明能量代谢增强会促进甜菜块根膨大。3) KEGG pawthy分析发现参与生长素合成的醛脱氢酶,酰胺酶,色氨酸合酶β链;参与细胞分裂素合成的关键酶细胞分裂素反式羟化酶;调节赤霉素活性的赤霉素-2-氧化酶;参与乙烯合成的S-腺苷甲硫氨酸合成酶;参与茉莉酸合成的磷脂酶A1,脂肪氧合酶,过氧化氢脱氢酶和乙酰辅酶A氧化酶均发生差异表达,表明生长素,细胞分素,乙烯和茉莉酸代谢与甜菜块根发育相关。4)UDP-葡萄糖-4-差向异构酶,α-1,4-半乳糖醛酸酯糖基转移酶,己糖激酶等差异表达表明甜菜块根细胞在合成细胞壁的过程中会通过补救途径来积累NDP-糖促进细胞壁的形成。5)醛脱氢酶,醛还原酶,磷脂酶D1/2,磷脂酶C,ATP二酰基甘油激酶的差异表达表明甜菜质膜成分卵磷脂的代谢产物磷脂酸能够做为信号分子参与到甜菜块根膨大的过程中。


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