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  • 發布時間:2020-04-23 20:50 原文鏈接: 蛋白質組學揭示油菜卷葉機理(二)

     
        
    圖4. 差異表達蛋白的COG注釋分析                       

           圖5. 差異表達蛋白的KEGG富集分析

    5. 為了進一步對這些差異蛋白的功能進行分類分析,作者進行了功能富集分析。通過對差異蛋白的富集分析結果發現,這些發生上調的蛋白能夠改善Bndcl1株的光合性能和減輕氧化傷害,并且發現下調的蛋白參與了葉片近-遠軸極性建成。

    6. 作者最后從差異表達蛋白中挑選了多個蛋白進行了qRT-PCR表達驗證。例如:與卷葉表型相關的基因PGY1, PGY2, PGY3, AE5, STV1 and SGS3,這幾個基因的蛋白表達水平在蛋白質組學結果是顯著下調。qRT-PCR驗證結果顯示,在Bndcl1株,這些基因mRNA表達水平顯著降低,表明這些基因在蛋白質和mRNA水平上發生了一致的變化(圖6A)。另外作者從轉錄水平上檢測了葉極性的關鍵調節因子:AS1, AS2, KAN1, KAN2, REV, RDR6, AGO7, AGO1(圖6B)。結果發現在Bndcl1株,AS1, KAN2發生了顯著降低,AS2, KAN1沒有顯著變化,REV發生了顯著下調。此外,RDR6, AGO7, AGO1也同樣發生了顯著下調。最后作者還對油菜甾醇相關的6個差異蛋白進行了轉錄水平的驗證,結果與iTRAQ數據(圖6C)一致,說明了定量蛋白質組學分析所獲得的結果的可靠性。

     

    圖6. qRT-PCR驗證分析            

    文章小結

    這項結果研究表明,葉片近-遠軸極性和油菜甾醇代謝及信號通路的缺陷是導致Bndcl1突變株葉子向下卷曲表型的原因,葉片的適度卷曲能夠提高光吸收、能量轉移和CO2固定效率,進而提高了突變株的光合性能。此外,在突變株中,參與PSII修復周期的抗氧化劑和蛋白質水平的升高可能會減少非生物脅迫的光合損失。這項研究為油菜卷葉機制及卷葉對植物生理的影響提供了新的見解。因此,卷葉突變株因具有緊湊的結構,能提高光合效率和增強抗逆性,這也是作物育種理想株型。
     
    解析文獻

    Wenjing Chen, Shubei Wan, et al. Histological, Physiological, and Comparative Proteomic Analyses Provide Insights into Leaf Rolling in Brassica napus. 2018, DOI: 10.1021/acs.jproteome.7b00744
     
    參考文獻
    1. Yang, C.; Xu, L.; et al. iTRAQ-based proteomics of sunflower cultivars differing in resistance to parasitic weed Orobanche cumana. Proteomics 2017, 17, 1700009.
    2. Liang, J.; Liu, B.; et al. Genetic variation and divergence of genes involved in leaf adaxial-abaxial polarity establishment in Brassica rapa. Front. Plant Sci. 2016, 7, 94.
    3. Husbands, A. Y.; Benkovics, A. H.; et al. The ASYMMETRIC LEAVES complex employs multiple modes of regulation to affect adaxial-abaxial patterning and leaf complexity. Plant Cell 2015, 27, 3321-3335.
    4. Jia, H.; Shao, M.; et al. Proteome dynamics and physiological responses to short-term salt stress in brassica napus leaves. Plos One 2015, 10, e0144808.
    5. Yamaguchi, T.; Nukazuka, A.; Tsukaya, H. Leaf adaxial-abaxial polarity specification and lamina
    outgrowth: Evolution and development. Plant Cell Physiol. 2012, 53, 1180-1194.


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