[精品]真菌学课程论文

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1、水稻蛋白质组学研究进展摘要：蛋口质组是一个基因组所农达蛋口质的总称，蛋口质组7的研究内容包括蛋口质基本氨基酸序列的鉴定到相关性状、修饰、功能及不同类型蛋口分子相互作用等等，它是后基因组时代功能基因组学研究的新兴学科和热点领域。本文简述了水稻蛋白质组学研究的背景和蛋白质组学的研究方法，详述了蛋白质组学在水稻组织、亚细胞水平结构、非牛物胁迫等方血的研究进展，探讨了存在的主要问题，并对水稻蛋白质组学研究进行了展望。关键词：蛋口质组学；水稻；方法；胁迫蛋白质组学是继基因组研究Z后的又一核心和具有广泛应用价值的学科。蛋白质组学就是对一个基

2、因、一种生物、一种细胞或组织所表达的全部蛋白质的研究。蛋白质组学可以系统地确定细胞或组织内的每一个蛋白质的表达、蛋白质复合体的组成、蛋白质的互作关系和每一个蛋白质的丰度•被修饰的状态等。冃前，水稻蛋白质组学虽然主要集中在对水稻各个组织器官及亚细胞基本表达模式的研究，而非牛•物胁迫下水稻蛋口质组学的研究也在逐步地深入。为此，笔者対水稻蛋口质组学的研究进展作一综述。1水稻蛋白质组学的研究背景水稻是世界上最重要的三大粮食作物之一，养活了世界一半以上的人口(GoffsActal.,2002)。水稻也是我国的笫一大农作物，在粮食生产和国民

3、经济中起着极其重耍的作用。水稻基因组研究取得的巨大成果为进一步揭示水稻生命活动的规律提供了坚实的基础。水稻蛋白质组学已成为功能棊因组学吋代的前沿和热点。F1前，水稻蛋白质组学虽然主耍集中在对水稻各个组织器官及亚细胞基本表达模式的研究，但是水稻环境胁迫应答过程的比较蛋白质组学研究和水稻突变体及激索的蛋白质组学研究也在逐步的深入和发展。2蛋白质组学的研究方法2.1双向凝胶电泳对于來自于全细胞、组织或化物体中包含儿千种蛋口质的混合物的分离、检测和分析是蛋Li质组分析的首耍冃标。1975年O'Farrel(o'FarrellPHetal

4、.,1975)首先建立了等电聚焦/SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳(TEF/SDS-PAGE)分离蛋白质的技术。在此方法中引入固定pH梯度技术(TPG)可以实现等电点仅有0.01pH单位差別的蛋白质的分离。目前在一张凝胶上能同时分离几千个甚至上万个蛋白质点,因此成为了蛋白质分离中的核心技术。2.2图象分析技术双向电泳图谱通过扫描仪扫描并数字化,通过分析软件(如PDQUESTsImageMaster)nJ'对数字化的图谱进行各种图像分析，包括图象采集、斑点检测、背景消减、蛋口质在图谱上的定位，蛋白质的计数，图谱间蛋白质差界表达的检测(上

5、调、下调或出现、消失)等(詹显全等，2002)。2.3质谱技术新近岀现的一种被称为基质辅助激光解吸电离一四级飞行时间质谱(MALDIquadrupletimeofflight)技术(PaulRGravesetal.,2002)综合了肽指纹图谱方法的高通量和串联质谱直接获得肽序列两方面的优点。可用于测定蛋白质或多肽的精确分子量，并能测定较大分子的分子量。2.4蛋白质相互作用的方法功能蛋白质组学研究涉及蛋白质的活性，因此需考虑翻译后修饰及蛋白质间的相互作用。冃前用来检测蛋片质相互作用的方法有酵母双杂交系统法，蛋白质芯片法，噬菌体展示

6、技术，表面等离了体共振技术等(高志贤等，2000)o2.5蛋白质组生物信息学生物信息学在蛋白质组学中的研究有两个重要应用：一是分析和构建双向凝胶电泳图谱，搜索为建立并不断完善蛋白质组数据库，二是基于序列相似性、系统发育谱、结构域融合以&mRNA表达类型的比较从而识别、鉴定蛋白质相关性质(陈主初等，2002)03水稻组织器官蛋白质组学研究近年来，随着水稻棊因组测序完成，用蛋白质组学方法快速、大量、系统、全面地研究水稻的生长发冇过程及其调控机理取得了进展。Koller等人(KollerAetaL,2002)将2-DE加串联质谱与多维

7、蛋口鉴定技术结合起來对水稻叶、根以及种子的全蛋口进行了分离和鉴定。在叶、根和种子屮分别鉴定到了1022、1350和877个不同的蛋白质。这些蛋白按它们功能的不同可以分为16类。其中代谢相关蛋白占20.8%,其它蛋白质参为了细胞生长分裂、DNA合成、细胞衰老死亡及防御、细胞信号传导、细胞分化、细胞发生等生理生化过程的调控。最近，Zhao等人(ZhaoCctal.,2005)对水稻6个不同发冇时期叶片的蛋白质表达模式进行了研究。比较分析显示有49个蛋白点在不同时期的凝胶上发生了显著变化。屮高丰度表达的蛋口质随着水稻的牛长，具累积量会

8、有所F降，而一些抗氧化蛋白质的累积量则在水稻成熟早期显著降低。目前，已经对水稻的根、茎、叶、叶鞘、花药、花粉、胚、胚乳等器官，以及某些组织的不同发育时期进行了人量的研究。4水稻器官蛋白组分析水稻亚细胞组分分析提供了功能基因组学的有用信息，包括基因组序列开放阅读框