東北紅豆杉細胞培養(yǎng)過程中細胞分化與次生代謝間關(guān)系的系統(tǒng)分析.pdf

1、植物細胞分化和次生代謝之間的關(guān)系是植物細胞培養(yǎng)過程中的關(guān)鍵科學(xué)問題。本文通過外加不同濃度組合的生長素NAA和細胞分裂素6-BA定向誘導(dǎo)東北紅豆杉細胞產(chǎn)生不同的分化程度，從而建立細胞分化模型。運用高通量的蛋白組學(xué)、代謝組學(xué)和磷脂組學(xué)分析策略結(jié)合生物信息學(xué)手段，試圖對東北紅豆杉細胞培養(yǎng)過程中細胞分化、脅迫響應(yīng)和次生代謝之間關(guān)系的分子機理進行系統(tǒng)地探討。
　　 通過表型學(xué)觀察和生理檢測發(fā)現(xiàn)不同濃度組合NAA和6-BA作用20天后，僅有

2、6-BA作用的東北紅豆杉細胞細胞胞內(nèi)紫杉醇大量積累，同時細胞壁內(nèi)出現(xiàn)大量木質(zhì)素累積；在NAA：6-BA＝1.0:1.0和2.0:2.0作用時，胞內(nèi)紫杉醇積累也明顯提高，且細胞壁出現(xiàn)非常明顯的脈管分化。
　　 基于2-DE和MALDI-TOF/MS獲得了不同濃度組合NAA和6-BA作用下東北紅豆杉細胞的蛋白表達譜。通過質(zhì)譜鑒定了與細胞分化表型和紫杉醇積累密切相關(guān)的11個蛋白點，發(fā)現(xiàn)他們主要是與細胞分化相關(guān)的蛋白、與類異戊二烯代謝途

3、徑相關(guān)蛋白和與脅迫響應(yīng)相關(guān)的蛋白。其中CDP-FtsH和IPT的表達和紫杉醇積累呈正相關(guān)。
　　 基于GC-TOF/MS獲得了不同濃度組合NAA和6-BA作用下的小分子量代謝物圖庫，鑒定了80種小分子代謝物。結(jié)合PCA分析對45個樣本進行了聚類，聚類結(jié)果與表型學(xué)觀察結(jié)果和紫杉醇積累規(guī)律相吻合。對聚類貢獻較大的可能的生物標記物主要涉及三羧酸循環(huán)、氨基酸代謝、多胺類物質(zhì)代謝和哌啶類生物堿合成等生物過程。
　　 基于LC-MS

4、/MS構(gòu)建了不同濃度組合NAA和6-BA作用下東北紅豆杉細胞的磷脂圖庫，鑒定了9種磷脂酰甘油(PG)、20種磷脂酰乙醇胺(PE)、18種磷脂酰膽堿(PC)、10種磷脂酰肌醇(PI)、10種磷脂酰絲氨酸(PS)、14種磷脂酸(PA)和7種溶血磷脂酰膽堿Lyso PC，共七類88種磷脂。通過PCA聚類分析發(fā)現(xiàn)PE、PS和PA是對分類貢獻最大的可能的潛在的生物標記物。在僅有6-BA作用下，胞內(nèi)的PE和PS的相互轉(zhuǎn)化更趨向于生成PE，且PC向P