大麦中响应干旱胁迫的蛋白质的蛋白质组学分析

《BMC Plant Biology》：Proteomic analysis of proteins responsive to drought stress in barley

大麦Giza132幼苗在干旱胁迫下的蛋白质组学分析揭示了56个差异蛋白 spots，其中32号、47号和51号 spots分别对应L-抗坏血酸过氧化物酶、酒精脱氢酶I和果糖-1,6-二磷酸醛缩酶等关键蛋白，控制组与干旱组分别有6和8个独特蛋白 spots，其余42个为共有蛋白，表达量存在显著上调或下调现象。本研究首次系统解析大麦干旱响应的蛋白质表达网络，为培育抗旱品种提供理论依据。

　　

摘要

背景

干旱胁迫是限制大麦植株发育、生长和产量的主要环境因素之一。寻找与干旱耐受性和生长/产量相互关联的耐旱基因及其编码的蛋白质，对于提高基因型抵御干旱和其他非生物胁迫的能力至关重要。本研究旨在利用先前的蛋白质组学研究，鉴定在大麦耐旱反应中起重要作用的候选基因及其编码的蛋白质，并探讨干旱胁迫如何改变这些基因的表达。

结果

在本研究中，我们采用二维电泳（2D-gel）、质谱技术和生物信息学软件，比较了Giza132大麦幼苗在干旱胁迫下的蛋白质组成和功能与对照组之间的差异。研究结果显示，约有56个蛋白质点与大麦植株的耐旱能力相关。这些蛋白质具有多种生物学功能，在干旱和其他非生物胁迫的耐受性中起着重要作用，例如：蛋白质点32（HORVU4Hr1G089510）与L-抗坏血酸过氧化物酶相关，蛋白质点47（HORVU4Hr1G057210）与乙醇脱氢酶I相关，蛋白质点51（HORVU4Hr1G016810）与果糖-1,6-二磷酸醛缩酶相关。此外，对照组凝胶中有6个独特的蛋白质点（序列编号分别为25、26、27、42、46和50），而在干旱胁迫凝胶中检测到8个独特的蛋白质点（序列编号分别为1、17、24、34、44、47、52和56）。其余42个蛋白质点在两种凝胶中均存在。其中一些蛋白质在干旱胁迫下表达上调，而另一些则表达下调。数据分析表明，这些蛋白质具有多种生物学功能，其中一些功能与植物的耐旱能力相关。此外，还利用BAR数据库等生物信息学工具完成了对鉴定蛋白质的潜在表达模式的分析。

结论

据我们所知，这是首次通过蛋白质组学方法评估干旱胁迫对Giza132大麦幼苗中不同蛋白质表达水平的影响。这些研究结果可为未来培育耐旱及其他生物胁迫的新大麦基因型提供重要依据。