玉米幼苗響應干旱脅迫和脫落酸誘導的磷酸化蛋白質(zhì)組學差異.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、干旱等非生物逆境是玉米生產(chǎn)的主要限制因素。在干旱等非生物逆境脅迫下,內(nèi)源脫落酸(Abscisic acid,ABA)水平升高,通過信號轉(zhuǎn)導,調(diào)節(jié)下游抗性相關(guān)基因的表達,是植物適應環(huán)境脅迫的重要機制之一。近年來,陸續(xù)證明脫落酸受體樣蛋白(Pyrabactinlike protein,PYL)、絲氨酸/蘇氨酸蛋白磷酸酶2C(Serine/threonine protein phosphatasetype2C,PP2C)和蔗糖非酵解型蛋白激酶

2、2(Sucrose non-fermenting protein kinase2,SnRK2)是ABA信號轉(zhuǎn)導的直接受體、第二信使和第三信使。然而,PP2C和SnRK2都是龐大的家族,其不同成員響應環(huán)境脅迫,轉(zhuǎn)導ABA信號的具體機制不盡相同,而且各自又催化眾多不同下游蛋白的去磷酸化或磷酸化,進而調(diào)節(jié)各種不同的抗性應答機制。因此,研究干旱脅迫和ABA誘導下磷酸化蛋白質(zhì)組學差異,即可對響應非生物逆境脅迫的ABA信號轉(zhuǎn)導下游的磷酸化底物蛋白做

3、全基因組分析,為植物非生物逆境抗性的分子機理研究提供更多的參考。
  本研究采用基于液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜(Liquid chromatography tandem-massspectrometry, LC-MS/MS)的定量磷酸化蛋白質(zhì)組學分析(Quantitative phosphoproteomicanalysis)方法,分析玉米幼苗響應干旱脅迫和ABA誘導的蛋白質(zhì)磷酸化差異,篩選ABA信號轉(zhuǎn)導途徑下游可能的PP2C去磷酸化或Sn

4、RK2磷酸化底物。主要結(jié)果如下:
  (1)經(jīng)干旱脅迫和ABA誘導后,用高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜分析鑒定出2750個磷酸化蛋白,用非標記定量磷酸化蛋白質(zhì)組學技術(shù)從其中篩選出響應干旱和ABA誘導的磷酸化蛋白517個,其中上調(diào)或下調(diào)方向相同的有96個。這517個磷酸化蛋白中的亞細胞定位和功能分類也有較多的重疊,其中包括13個受體蛋白,而其中11個又是磷酸激酶。
  (2) STRING軟件分析表明,響應干旱脅迫的266個磷酸化蛋白,

5、有42個存在互作關(guān)系。其中,果糖激酶2、磷酸甘油酸激酶、絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶SNT7、鹽誘導MAP激酶1和鈣離子依賴型蛋白激酶都與多個蛋白存在互用關(guān)系,處于互作網(wǎng)絡的交匯點。響應ABA誘導的352個磷酸化蛋白,有49個存在互作關(guān)系,包括絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶NAK和SNT7,以及PP2C家族的一個成員。這個PP2C成員處于互作網(wǎng)絡的交匯點,與6個蛋白存在互作關(guān)系。
  (3) Motif-X軟件分析表明,響應干旱脅迫和ABA誘導

6、的517個磷酸化蛋白的降解肽段中,存在[pSP]、[pSD]、[pTP]、[RXXpS]和[LXRXXpS]共5種磷酸化基序。其中,[pSP]基序發(fā)現(xiàn)于有絲分裂原活化蛋白激酶底物,[pTP]基序為細胞周期依賴型激酶底物的磷酸化位點。[RXXpS]和[LXRXXpS]基序都是SnRK2底物蛋白的磷酸化位點。在響應干旱脅迫和ABA誘導磷酸化水平上調(diào)的238和171個磷酸化蛋白中,各有18和23個包含這兩個基序,很可能是SnRK2的底物,有待

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