稻瘟菌誘導水稻葉片的質膜蛋白質差異表達分析

《稻瘟菌誘導水稻葉片的質膜蛋白質差異表達分析》是依託華南農業大學，由李雲鋒擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：稻瘟菌誘導水稻葉片的質膜蛋白質差異表達分析
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：李雲鋒
• 依託單位：華南農業大學

項目摘要

明確稻瘟菌與水稻的互作機制是對稻瘟病進行有效治理的理論基礎，但目前關於稻瘟菌與水稻互作後的相互識別及信號轉導等仍缺乏系統的了解。植物細胞質膜上存在識別病原菌和參與信號轉導等功能相關的受體和早期反應蛋白，採用質膜蛋白質組學技術分析稻瘟菌誘導水稻葉片的質膜蛋白質組變化，為深入研究稻瘟菌與水稻的相互識別等提供了新的思路與方法，該研究目前國內外尚未見報導。通過水稻葉片細胞質膜的製備與純化、質膜蛋白的提取、雙向電泳、圖像分析、質譜鑑定等質膜蛋白質組學技術，研究稻瘟菌處理不同時間後的水稻葉片質膜蛋白質差異表達變化，並結合生物信息學等技術對這些差異表達蛋白進行功能分析，研究其生理學意義。本項目對於從蛋白質整體水平、用動態的方式更好地解析稻瘟菌與水稻的相互識別和信號轉導、更全面認識水稻質膜的功能具有重要意義；將水稻質膜蛋白質組圖譜與已有的全細胞蛋白質組圖譜進行有機結合，有助於對細胞功能蛋白質進行全面挖掘。

結題摘要

稻瘟菌與水稻的互作是植物與病原菌互作研究的模式體系，但目前關於稻瘟菌與水稻互作後的相互識別及早期反應機制等仍缺乏系統的了解。近年來受到廣泛關注的質膜蛋白質組學研究，為從蛋白質整體水平了解稻瘟菌誘導的水稻抗病性機制提供了新的思路和技術平台。以廣東稻瘟病菌優勢小種之一ZC13、抗稻瘟病近等基因系水稻C101LAC（含Pi-1抗稻瘟病基因）及其背景品系CO39（不含已知抗病基因，感病對照）為材料，用稻瘟菌處理水稻後不同時間取樣，經葉片質膜蛋白質提取、雙向電泳、圖像分析、質譜鑑定等蛋白質組學技術，本項目對稻瘟菌誘導的不同抗性水稻葉片的質膜蛋白質差異表達進行了分析。採用雙水相分配法和離心法對水稻葉片的細胞質膜進行純化，結果表明由6.3% w/w Dextran T 500/PEG 3350組成的雙水相體系可以獲得高純度的質膜微囊，其質膜標誌酶VO43--ATPase的相對活性高達93.5％，並由此建立了適合於質膜蛋白質組分析的水稻葉片質膜純化的技術體系。分別於稻瘟菌接種後8 h、12 h、24 h和48 h取樣，經質膜蛋白質提取、2-DE分析，獲得了不同時間段的2-DE圖譜；用PDQuest 8.0軟體對2-DE圖譜進行分析，獲得了44個差異表達質膜蛋白質。採用MALDI-TOF-TOF質譜技術，成功對上述44個差異表達蛋白質進行了鑑定。經生物信息學分析，按照蛋白質功能可將44個差異表達蛋白質分為4類，其中膜轉運相關蛋白質14個，信號轉導和細胞運輸相關蛋白質12個，代謝相關蛋白質13個，功能未知蛋白質5個。