采用iTRAQ技术对香蕉在枯萎病诱导下差异蛋白质表达谱的研究

【摘要】香蕉枯萎病是现今对香蕉产生危害最为严重的病害。枯萎病是一种土壤习居真菌病害,传播方式主要有土壤、灌溉水流以及染病吸芽繁殖材料。香蕉在生长过程中感染枯萎病后,植株本身会发生与病理相关的反应,包括代谢途径、基因表达调控、蛋白质表达调控等一系列生理生化的变化。现在对枯萎病的相关基因的差异表达,香蕉枯萎病的抗性分析,转录组都有大量研究,但是对香蕉枯萎病蛋白质表达谱的研究却少见报道。本实验是研究香蕉枯萎病菌接种香蕉离体叶片后不同时间点蛋白质表达水平的变化,利用iTRAQ技术获得蛋白质表达谱,通过生物信息学分析筛选鉴定出与香蕉枯萎病病理相关的显著差异蛋白质,并通过这些蛋白找到对应的基因,获得与枯萎病抗病性相关的基因。本研究取得如下的研究成果：1.进行香蕉枯萎病菌的离体叶片接种实验,选取不同时间点的发病叶片提取蛋白质,进行双向电泳实验,初步建立了香蕉叶片双向电泳体系。2.通过iTRAQ技术进行蛋白质测序鉴定和相对定量分析,对蛋白质进行相对定量,共得到谱图318539张,通过Mascot软件进行分析后,匹配到的谱图数量是100559张,其中Unique谱图数量为75635张,共鉴定到6896种蛋白,27563个肽段,其中含23426个Unique肽段,以蛋白丰度差异倍数达到1.5倍以上,且经统计检验其p-value值小于0.05时,视为差异蛋白,各时期总共得到差异蛋白593种,其中上调差异蛋白共293种,下调差异蛋白共327种,其中未知蛋白37种,未命名蛋白35种。3.通过对香蕉iTRAQ技术蛋白质谱表达分析：4h/CK上调蛋白32个,下调蛋白31个,分别占总差异蛋白的5.4%和5.23%；24h/CK上调蛋白30个,下调蛋白26个,分别占总差异蛋白的5.06%和4.38%；6d/CK上调蛋白155个,下调蛋白210个,分别占总差异蛋白的26.14%和35.41%；24h/4h上调蛋白19个,下调蛋白21个,分别占总差异蛋白的3.2%和3.54%；6d/4h上调蛋白174个,下调蛋白160个,分别占总差异蛋白的29.34%和26.98%；6d/24h上调蛋白103个,下调蛋白115个,分别占总差异蛋白的17.37%和19.39%。4.以CK为对照组,4h/CK、24h/CK、6d/CK同时显著富集的pathway通路分别是：次生代谢产物的生物合成、代谢途径、谷胱甘肽代谢和核糖体代谢。对所有6组比较的pathway通路进行分析,在植物与病原菌互作途径分析发现有177个差异蛋白,占总差异蛋白的29.56%,植物激素信号传导途径分析发现有134个差异蛋白,占总差异蛋白的22.60%。5.从植物与病原菌互作路径和植物激素信号传导路径中分析发现在4h/CK、24h/CK和6d/CK同时出现的蛋白分别有5个和8个,其中PutativePathogenesis-relatedproteinPRB1-3和Mitogen-activatedproteinkinase12同时在两条途径中出现。6.对从植物与病原菌互作路径和植物激素信号传导路径中分析发现的11个蛋白进行分析鉴定,找出其所对应的基因序列进行RT-PCR验证,用以确定蛋白表达谱测序结果的真实性,验证的结果与香蕉蛋白表达谱的数据基本一致。
【作者】穆雷；
【导师】汤华；
【作者基本信息】海南大学，生物化学与分子生物学，2014，硕士
【关键词】香蕉；尖孢镰刀菌枯萎病；蛋白质组；iTRAQ；生物信息学；

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