磷高效水稻根系响应低磷胁迫的蛋白质组学分析

【作者】 郭玉春； 徐惠龙； 陈芳育； 郭陞垚； 梁义元； 梁康迳； 林文雄；

【机构】 福建农林大学作物学院； 福建中医学院药学系；

【摘要】 为了揭示磷高效吸收型水稻应答低磷胁迫的分子机制,本文IR71331为供试材料,通过水培试验,采用双向电泳分离该水稻在不同磷浓度下生长3d和6d的根系蛋白质,借助Melanie 4软件和人工比对对所得的电泳图谱进行分析,共发现29个蛋白随胁迫时间的推移存在明显的差异表达,具体表现为在3d时间点有18个蛋白上调,10个下调,1个新增,在6d时间点有8个上调,20个下调,1个抑制表达。用MALDI-TOF-MS分析和数据库检索鉴定出其中的10个差异表达蛋白,可将其归为4个功能类群,即信号转导相关蛋白、基因表达相关蛋白、代谢相关蛋白离子和转运相关蛋白四个功能类群。其中有2个信号转导相关蛋白:富含甘氨酸RNA结合蛋白(Glycine-rich RNA-binding protein GRP1A,编号为13)、类似参与磷酸盐饥饿反应调控子(Phosphate starvation response regulator-like,编号为30)。2个基因表达相关蛋白:分别为推定的mRNA前体剪接因子SF2(Putative pre-mRNA splicing factor SF2,编号为6)、推定的AAA蛋白酶家族FtsH(Putative AAA-metalloprotease FtsH,编号为12)。4个代谢相关蛋白:分别为腺苷酸琥珀酸裂解酶(Adenylosuccinate lyase,编号为8)、丝氨酸蛋白酶抑制剂(Serpin.编号为9)、S-腺苷蛋氨酸合成酶(S-adenosylmethionine synthetase,编号为14)、类似MYB类转录因子(MYB transcription factor-like protein,编号为18)。2个离子转运相关蛋白:分别为阳离子转运ATP酶(Cation-transporting ATPase,编号为4)和肌浆网膜蛋白(Sarcoplasmic reticulum protein,编号为15)。这些蛋白分别参与了信号识别、信号调控、mRNA的剪接、信号传递、蛋白质降解、细胞体内离子转运和平衡等生理过程。在上述10个已鉴定的蛋白中,丝氨酸蛋白酶抑制剂和类似MYB类转录因子与水稻响应低磷胁迫密切相关。研究表明,水稻根系对低磷胁迫存在着一个复杂的抗逆信号应答和代谢调控网络,其作用机理可以通过差异表达的蛋白质得以体现。更多还原