氧化胁迫下拟南芥根的蛋白质组学研究

【摘要】：植物学面临的一个巨大挑战就是要搞清楚植物面对环境的胁迫是如何做出一系列反应的,这些反应之间又有着怎样的关联。大量的研究表明,外界环境的胁迫,例如如干旱[1]、低温或高温[2,3]、高盐[4,5,6]、营养缺陷[7]、臭氧[8]和紫外照射[9]等,都可以引起活性氧(ROS)产生的加剧,造成氧化胁迫[10,11]。环境胁迫耐受性和较为有效的抗氧化系统和氧化损伤修复机制呈正相关,因此研究植物的抗氧化机制,利用生物技术手段提高植物抗逆能力有重要的意义。 在以往的研究中人们利用不同的方法研究生命体中的基因、蛋白和通路,获得了很多重要的知识和规律,极大的推动了生物学的发展。随着后基因组时代的到来和实验技术的发展,尤其是新的生物学技术的应用以及多种模式生物全基因组测序的完成,使得大规模的系统的研究蛋白质、研究生命现象成为可能。于是蛋白质组学应运而生。蛋白质组学是以蛋白质组为研究对象,对组织、细胞的整体蛋白进行检测,包括蛋白质表达水平、氨基酸序列、翻译后加工和蛋白质的相互作用,在蛋白质水平上了解细胞各项功能、各种生理、生化过程及疾病的病理过程等。蛋白质组学有两种研究策略。一种是高通量研究技术,把生物体内所有的蛋白质作为对象进行研究,并建立蛋白质数据库,从大规模、系统性的角度来看待蛋白质组学,更符合蛋白质组学的本质。但是,由于剪切变异和翻译后修饰,蛋白质数量极其庞大,且表达随空间和时间不断变化,所以分析生物体内所有的蛋白质是一个耗时费力,难以实现的理想目标。另一种策略是研究不同状态或不同时期细胞或组织蛋白质组成的变化,主要目标是研究有差异蛋白质及其功能,如正常组织与肿瘤组织问的差异蛋白质,寻找肿瘤等疾病标记物并为其诊断治疗提供依据。在微生物、动物方面蛋白质组学已经取得了很大的研究成果,虽然在植物学方面还是刚刚起步,但是其发展势头迅猛。研究重点主要是利用双向凝胶电泳和质谱来鉴定不同基因型、不同发育阶段以及不同环境因子影响下蛋白质表达的差异情况及其相互作用,而且已经取得一定成果。利用蛋白质组学研究手段更加系统地研究植物抗氧化的机制,