基于叶绿素代谢途径的不同类型厚朴转录组与蛋白质组学研究

作者：魏担; 晏宇杭; 刘钰萍; 吴清华^*; 陈江; 裴瑾^*

来源：中国中药杂志, 2020, 45(16): 3826-3836.

DOI：10.19540/j.cnki.cjcmm.20200527.104

• 厚朴
• 转录组学
• 蛋白质组学
• 叶绿素代谢
• 平行反应检测

厚朴是一种传统中药材,在其多年的种植过程中,由于不同种源种子的交换,导致厚朴叶片呈现较多的分化类型。笔者经走访调查发现四川省大部分地区分布有厚朴(CH)、凹叶厚朴(DA)、小凹叶厚朴(XA)及柳叶厚朴(LY)4种类型,且不同类型厚朴在生长速率、化学成分、叶形及叶色等方面存在明显差异。该研究以川产不同类型的厚朴叶(DA,XA,LY,CH)为研究对象,测定其叶绿素含量,采用高通量技术对不同类型的厚朴叶片组织进行转录组学测序,使用一种包含TMT标记和LC-MS/MS的整合方法来量化不同类型厚朴叶整个蛋白质组的动态变化。结果表明CH的叶绿素含量最低,DA的叶绿素含量最高;转录组和蛋白质组学检测发现DA中参与叶绿素合成途径的谷氨酰-tRNA还原酶、尿卟啉原脱羧酶(UROD)、氧依赖性原卟啉原-Ⅲ氧化酶(ODCO)、原卟啉原氧化酶(PPO)、镁螯合酶亚基ChlD、原卟啉镁Ⅸ单甲酯[氧化]环化酶(MPPMC)等较CH,XA,LY中均显著上调,与DA在4个类型中叶绿素质量分数最高(37.56 mg·g-1 FW)检测结果一致。将参与叶绿素合成途径相关的部分限速酶如ODCO,PPO,MPPMC等进行平行反应检测(parallel reaction monitoring,PRM)验证,结果表明DA中限速酶的含量均高于其他3个类型。因此,该研究基于不同类型厚朴叶色差异,通过对不同类型厚朴叶片中叶绿素代谢途径进行初步研究,从分子水平上探究引起叶色差异的相关基因和蛋白,以期为研究不同类型厚朴在生长发育上的差异奠定基础。

• 单位
  成都中医药大学; 中药资源系统研究与开发利用重点实验室