木薯‘华南5号’与其有性四倍体叶片光合参数及蛋白组学分析

作者：刘云豪; 孙琪; 贾泽冲; 王海; 邓雅洁; 宋家明; 潘冉冉; 赖杭桂^*

来源：植物生理学报, 2020, 56(10): 2201-2210.

DOI：10.13592/j.cnki.ppj.2019.0605

• 木薯
• 有性四倍体
• 叶片
• 光合参数
• 蛋白质组学

本研究利用蛋白质组学方法分析木薯‘华南5号’和有性四倍体光合作用能力的差异,测定叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Cs)、胞间CO2浓度(Ci)和蒸腾速率(Tr)。结果表明,‘华南5号’和有性四倍体叶片Cs、Ci和Tr没有显著性差异,但有性四倍体的Pn显著高于‘华南5号’。利用Western Blot技术分析叶片蛋白质表达水平,结果显示有性四倍体叶片中与光合作用相关蛋白质Rubisco、OEC和PRXQ的表达水平显著高于‘华南5号’。通过蛋白质双向电泳分离法及Delta 2D软件确定差异蛋白质点,以‘华南5号’为对照,在有性四倍体叶片蛋白质双向电泳图谱上得到49个平均差异表达量在2.0倍以上的差异蛋白质点,其中上调表达23个,下调表达26个;通过差异蛋白质点的质谱分析及NCBI数据库比对,匹配到42个蛋白质。它们的生物学功能主要涉及光合作用、碳水化合物和能量代谢、伴侣蛋白、结构蛋白、保护蛋白、解毒和抗氧化蛋白、DNA/RNA结合蛋白、蛋白质生物合成、信号转导机制、无机离子转运与代谢等等。并通过qRT-PCR对其中11个差异蛋白质点进行转录水平验证,结果发现其在转录水平表达与蛋白质水平表达并不是完全一致。利用String在线软件构建差异蛋白质互作的生物调控网络揭示了两者差异蛋白的互作关系,在整个互作调控网络中参与解毒和抗氧化作用的过氧化物氧还蛋白互作关系最多,其次是参与碳能量代谢以及伴侣蛋白作用的蛋白质,推测这些蛋白质是整个互作调控网络的关键蛋白质。

• 单位
  海南大学; 中国农业大学