基于iTRAQ技術的羅伯茨綠僵菌分生孢子和菌絲比較蛋白質組研究.pdf

1、作為一種絲狀真菌，綠僵菌主要包括有典型的兩種不同生活史時期——分生孢子和菌絲體。分生孢子作為綠僵菌的無性繁殖單位，在其繁殖和侵染蟲體的過程中都發(fā)揮重要的角色；菌絲是綠僵菌營養(yǎng)生長階段的營養(yǎng)攝取單位。
　　目前，針對綠僵菌的高通量定量蛋白質組學研究未見報道。因此，為了進一步提高綠僵菌生物防治的應用效果，探索綠僵菌分生孢子中重要且關鍵的代謝及調控通路，本研究采用iTRAQ技術對羅伯茨綠僵菌的分生孢子（10d）和菌絲（1d，作為對照）進

2、行了高通量定量比較蛋白質組研究。
　　主要研究結果如下：
　　1.蛋白質鑒定和定量分析結果顯示：共計檢測鑒定到2129種蛋白質，約占綠僵菌總蛋白數(shù)的20％左右（2129/10581）。在相對定量時，以菌絲蛋白樣本為對照，分析了分生孢子內的差異表達蛋白質（當?shù)鞍椎呢S度比即差異倍數(shù)達到1.5倍以上，且經(jīng)統(tǒng)計檢驗其p-value值小于0.05時，視該蛋白為不同樣品間的差異表達蛋白），得到239種差異表達蛋白，其中184種蛋白在孢子

3、內表達上調，55種蛋白表達下調（均是與菌絲相比較）。這些差異表達的蛋白質種類主要包括關鍵代謝途徑中的酶類和一般（氧化）應激反應蛋白質，例如過敏原 Alt a7蛋白（minor allergen Alt a7, EFZ03492）、熱激蛋白70（heat shock protein70-like protein, EFZ01368）和類枯草桿菌蛋白酶PR1H（subtilisin-like protease PR1H,EFY94277），

4、以及參與生物合成和能量代謝的主要蛋白質。
　　2.針對本研究鑒定到的所有蛋白質進行COG（cluster of orthologous group）注釋分類分析，結果顯示：所有鑒定到的蛋白質主要集中于7個功能類別，涉及能量產生和轉換（energy production and conversion），氨基酸運輸和代謝（amino acid transport and metabolism），碳水化合物的運輸和代謝（carbohyd

5、rate transport and metabolism）等；這些結果表明分生孢子和菌絲內的蛋白質主要參與快速生長和基礎生物合成代謝這兩種生物學過程。
　　3.針對顯著差異表達的239種蛋白，進行了GO（Gene Ontology）富集分析，結果顯示，這些蛋白所涉及的主要生物學功能（molecular functional）表現(xiàn)為催化活性、結合活性、電子載體活性、結構分子活性和酶活性調節(jié)。根據(jù)生物學過程（biological p

6、rocess）分類，差異蛋白的種類主要分布于代謝過程、細胞過程、單生物過程、生物調節(jié)和應激反應中。此外，根據(jù)細胞成分（cellular components）分類，239種蛋白質存在于如細胞、細胞器、大分子復合物和細胞膜等各種細胞成分中?？偟膩碚f，這些結果表明了基因表達的調控和代謝通路在分生孢子和菌絲之間呈現(xiàn)顯著的動態(tài)變化，顯示了綠僵菌分生孢子和菌絲體之間多個生物過程的生理、生化和形態(tài)差異。
　　4.針對顯著差異表達的239種蛋白

7、，進一步進行了KEGG（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes）富集分析，結果顯示約60%（4/7）顯著富集的通路參與相關的降解過程，包括苯乙烯降解（ko00643），苯乙烷降解（ko00642），香葉醇降解（ko00281），纈氨酸、亮氨酸和異亮氨酸降解（ko00280）。另外三個顯著富集通路是不同環(huán)境中微生物的新陳代謝通路（ko01120）、氰基氨基酸代謝（ko00460）和泛素介導的蛋白質水

8、解（ko04120）。特別值得注意的，苯乙烯降解、苯乙烷降解、香葉醇降解三種代謝通路主要涉及次生代謝，而這些次生代謝產物參與抑制分生孢子萌發(fā)，即分生孢子中富含一些蛋白能夠消除分生孢子萌發(fā)的抑制現(xiàn)象；與此同時，由以上四種降解代謝途徑結合氰基氨基酸代謝可能會提供更多的碳源和氮源，為孢子萌發(fā)提供基礎代謝支持。此外，與抗逆境脅迫相關的蛋白顯著富集于泛素介導的蛋白質水解通路，這個結果表明，在特定條件下，分生孢子主要通過清除受損蛋白來抵抗逆境壓迫，