草莓果实不同发育时期的蛋白磷酸化水平

• 作者: 吕晓苏 李宇轩 沈元月 秦岭 苗英 邢宇 陈良珂
• 来源期刊: 中国农业科学
• 关键词: 草莓 果实发育 iTraq 标记定量蛋白质组学 蛋白磷酸化 发育调控
• 年，卷（期）: 2016,（10）
• 所属期刊栏目: 园艺
• 页码范围: 1946-1959
• 页数: 14页
• 语种: 中文
• DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2016.10.011

摘要

【目的】通过分析草莓果实生长发育过程中蛋白磷酸化水平的变化以期揭示蛋白磷酸化在果实生长发育成熟衰老过程中的作用。【方法】以 iTraq（isobaric tags for relative and absolute quantification）定量蛋白质组学结合 LC-MS/MS（liquid chromatography-mass spectrometry）的方法对草莓果实的5个不同发育时期（小绿果时期、大绿果时期、白果时期、果实成熟期、果实成熟后期）的蛋白磷酸化水平进行综合分析，并对这些鉴定到的磷酸化蛋白进行生物过程分类、亚细胞定位分类和分子功能分类。通过综合分析多个数据库的比对结果，对所鉴定的磷酸化蛋白进行功能的预测。【结果】不同发育时期的磷酸化蛋白有所差异，并且在大绿果时期到果实成熟期磷酸化差异蛋白总数比其他时期显著增加，其中，多数的磷酸化蛋白参与生长发育调控。生物过程分类结果显示，这些磷酸化蛋白多数集中在植物信号转导途径和糖代谢途径中，其中，参与信号转导途径的有17个，参与糖代谢生物过程的有8个。属于 MAPK 级联途径的有 MAPKKK 家族的101308592、MAPK 家族的470122684和596127083。596127083的磷酸化水平在各个发育时期较为稳定，101308592随发育时期磷酸化水平逐渐升高，而470122684的磷酸化水平从软果期开始急剧下降。亚细胞定位分类结果显示，多数磷酸化蛋白定位在细胞核和细胞质中。分子功能分类结果显示，多数磷酸化蛋白具有转录调节和磷酸化去磷酸化的分子功能，鉴定出与生长发育调节相关的磷酸化蛋白有24个。其中，具有转录调控功能的有4个，参与细胞分裂的有6个，还有一部分磷酸化蛋白与调控生长发育的激素的响应有关，除此之外，还鉴定到3个与果实的成熟软化相关的磷酸化蛋白。另外，一部分蛋白有多种磷酸化修饰方式，其中，SNF1相关蛋白激酶β亚基有3种磷酸化修饰，且其磷酸化水平各不相同。【结论】同种蛋白可能同时存在不止一种磷酸化修饰方式。不同的磷酸化修饰方式的作用不尽相同。不同的时期占主导地位的修饰方式也不尽相同。磷酸化蛋白不仅参与转录调节和细胞分裂分化，还参与果实发育过程中对植物激素的响应和糖的代谢积累，甚至参与果实成熟软化的调节。另外，101308592和470122684可能参与果实生长发育的调控。总之，蛋白磷酸化修饰在草莓果实生长发育过程中起重要的调控作用。