全 文 ：油茶芽苗砧嫁接口不同发育时期差异蛋白质分析*
冯金玲摇 杨志坚摇 陈摇 辉**
(福建农林大学, 福州 350002)
摘摇 要摇 以油茶芽苗砧嫁接口为试验材料,运用蛋白质双向电泳结合质谱技术研究嫁接口不
同发育时期(嫁接后第 4、8、16、22、29 和 35 天)蛋白质组的变化.结果表明:分析获得 40 个差
异蛋白,其中 9 个差异蛋白可能与芽苗砧嫁接口愈合有关.嫁接一方面刺激嫁接口基因转录
和蛋白质翻译、信号传导、能量代谢、物质合成和激素调节;另一方面刺激部分酶活性,提高细
胞抗性,促进油茶芽苗砧嫁接口愈合.
关键词摇 油茶摇 芽苗砧嫁接摇 蛋白质组学摇 愈合
文章编号摇 1001-9332(2012)08-2055-07摇 中图分类号摇 S565. 9, S948. 1摇 文献标识码摇 A
Analysis of differential proteins in nurse seed grafted unions of Camellia oleifera at its differ鄄
ent developmental stages. FENG Jin鄄ling, YANG Zhi鄄jian, CHEN Hui (Fujian Agriculture and
Forestry University, Fuzhou 350002, China) . 鄄Chin. J. Appl. Ecol. ,2012,23(8): 2055-2061.
Abstract: By using two鄄dimensional electrophoresis and mass spectrometry, this paper studied the
changes of the proteome in nurse seed grafted unions of Camellia oleifera at its different developmen鄄
tal stages (4, 8, 16, 22, 29, and 35 days after grafting). A total of 40 differential proteins were
detected, 9 of which could be related to the healing of nurse seed grafted unions. Grafting stimula鄄
ted the grafted union爷s gene transcription and protein translation, signal transduction, energy me鄄
tabolism, and compound synthesis and hormone regulation, and activated some enzymes activities,
enhanced cell resistance, and promoted the union爷s healing.
Key words: Camellia oleifera; nurse seed grafting; proteomics; healing.
*科技人员服务企业行动项目(2009GJC40006)、福建省科技平台建
设项目(2010N2001)和福建省农业科技重大项目(2010N5006)资助.
**通讯作者. E鄄mail: zjchchenh@ 163. com
2011鄄12鄄14 收稿,2012鄄05鄄21 接受.
摇 摇 油茶(Camellia oleifera)是我国重要的木本油料
树种,已有 2300 多年的栽培历史[1] .发展油茶,不仅
可以促进生态环境建设,还可以调整农业产业结构、
发展农村经济、增加农民收入[2] . 芽苗砧嫁接具有
操作简单、繁殖系数大、结实早、保持母树优良性状
等优点,因此在油茶产业发展中是良种繁育的主要
途径[3] .
蛋白质是生命现象的表现形式,生理功能的执
行者.蛋白质与不同发育时期细胞的功能或组织形
态建成有密切关系. 树木个体发育的不同阶段存在
蛋白质组分和含量的变化, 在特定阶段会有特异蛋
白质的出现或消失,特异蛋白可以在某种程度上解
释植物不同阶段功能转变的机理[4] . 近年来对植物
嫁接体蛋白质已有一些研究. Yeoman 等[5]在嫁接
3 d后的番茄自体嫁接茎段中发现新蛋白质.肖桂山
和杨世杰[6]在黄瓜同种异体嫁接组合中发现,在嫁
接后第 2 天至第 10 天的嫁接体中出现 3 种新蛋白
质.曾义安等[7]在嫁接黄瓜中发现特异蛋白,并认
为嫁接植株中的特异蛋白是在逆境下形成的.目前,
油茶芽苗砧嫁接体愈合过程蛋白质组研究尚未见报
道.利用蛋白质组学、质谱和生物信息学技术,比较
分析油茶芽苗砧嫁接口不同发育时期蛋白质组的变
化,有助于了解芽苗砧嫁接愈合的生理生化代谢机
制.本研究以不同发育时期的油茶芽苗砧嫁接口为
材料,建立了相应蛋白质双向凝胶电泳技术体系,对
嫁接口愈合差异蛋白质进行了分析与研究,旨在为
揭示油茶芽苗砧嫁接口愈合的机理提供理论依据和
技术支撑,并为今后调控油茶芽苗砧嫁接愈合打下
理论基础.
应 用 生 态 学 报摇 2012 年 8 月摇 第 23 卷摇 第 8 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
Chinese Journal of Applied Ecology, Aug. 2012,23(8): 2055-2061
1摇 材料与方法
1郾 1摇 供试材料
2009 年 6 月 2 日在实验室进行油茶芽砧苗嫁
接.砧木种子来源于福建省桐口林场的同一良无性
系,砧木茎段截留 1郾 5 cm,根部留 6 cm左右;接穗为
同一株树上健壮的半木质化的当年生枝条,长 2 ~
3 cm,留一芽一叶.嫁接后立即栽植于预先整好的苗
床.株行距 3 cm伊10 cm.栽植时压实土壤,籽粒露在
畦面,浇透水,盖上白色透明塑料薄膜. 棚内温度保
持在 28 ~ 30 益 .嫁接后分别在第 4、8、16、22、29 和
35 天完全随机取样,每次取 25 株.取样得到的植株
在流水中清洗干净,截取油茶芽苗砧嫁接苗嫁接结
合部 1 ~ 1郾 5 cm的茎段,于-80 益冰箱保存.
1郾 2摇 研究方法
1郾 2郾 1 蛋白质提取与测定 摇 蛋白质提取采用 TCA /
丙酮法[8],蛋白质浓度测定采用 Bradford法[9] .
1郾 2郾 2 蛋白质的双向电泳摇 第一向等电聚集( IEF)
凝胶电泳参考文献[10]的方法并稍做修改. 胶条
(pH 3 ~ 10, 24 cm)上样量 0郾 2 mg. 第二向 SDS鄄聚
丙烯酰胺凝胶电泳,分离胶浓度为 12% .在 15 益水
循环条件下进行电泳,起初恒流每胶 2 W,1 h 后换
用每胶 7 W,待示踪溴酚蓝至凝胶底部边缘时停止
电泳.凝胶银染后,用 Imagescanner II 扫描保存图
像,扫描分辨率为 300 dpi. 用 Image Master TM 2D
Platinum Software 7郾 0 软件对 2鄄DE 图谱进行分析
处理.
1郾 2郾 3 差异表达蛋白质点的质谱分析及鉴定摇 样品
用 4700 串联飞行时间质谱仪[4700 Proteomics Ana鄄
lyzer (TOF / TOFTM) (Applied Biosystems, USA)]进
行质谱分析,激光源为 355 nm波长的 Nd:YAG激光
器,加速电压为 20 kV,采用正离子模式和自动获取
数据的模式采集数据. PMF(peptide mass fingerprint鄄
ing)质量扫描范围为 700 ~ 3500 Da,强度最大的 5
个峰进行串级质谱分析;谱图用 myoglobin酶解肽段
进行外标校正. 所得结果用 GPS ( Applied Biosys鄄
tems, USA) – MASCOT ( Matrix Science, London,
UK)进行数据库检索. 搜索参数设置:数据库为
NCBInr;检索种属为 Viridiplantae(Green Plants);数
据检索的方式为 combined;最大允许漏切位点为 1;
酶为胰蛋白酶. 质量误差范围设置: PMF 100
mg·kg-1,MS / MS 0郾 6 Da;在数据库检索时胰酶自
降解峰和污染物质的峰都手工剔除.
2摇 结果与分析
2郾 1摇 嫁接口不同发育时期的蛋白质双向电泳分析
采用 pH 3 ~ 10 的非线性 IPG 干胶条和 12%
SDS鄄PAGE胶对油茶芽苗砧嫁接口愈合过程中 6 个
不同发育时期的蛋白质进行 IEF鄄SDS鄄PAGE 分离,
经银染后,获得了分辨率和重复性均较好的 2鄄DE
图谱(图 1).采用 Image Master TM 2D Platinum Soft鄄
ware 7郾 0 软件对 6 个发育时期的 2鄄DE 图谱进行分
析.嫁接后第 4 天的蛋白质图谱上检测到分离的蛋
白质点 407 个,匹配率为 45% ;嫁接后第 8 天的蛋
白质图谱上检测到分离的蛋白质点为 1054 个,匹配
率为 80% ;嫁接后第 16 天的蛋白质图谱上检测到
分离的蛋白质点为 894 个,匹配率为 83% ;嫁接后
第 22 天的蛋白质图谱上检测到分离的蛋白质点为
675 个,匹配率为 81% ;嫁接后第 29 天的蛋白质图
谱上检测到分离的蛋白质点为 591 个,匹配率为
82% ;嫁接后第 35 天的蛋白质图谱上检测到分离的
蛋白质点为 313 个,匹配率为 64% . 随着嫁接口的
发育,蛋白质总数、匹配蛋白质数、下调表达蛋白质
数与上调表达蛋白质数都是先升后降;嫁接后第 8
天,蛋白质点数达到最高.不同阶段蛋白质点数差异
最大的时期是在嫁接后第 4 天至第 8 天之间,说明
此时间段是嫁接口愈合的生理活跃期.
2郾 2摇 嫁接口不同发育时期的蛋白质差异表达谱分
析
油茶芽苗砧嫁接口愈合过程中,在 6 个不同时
期的蛋白质组 2鄄D图谱上找到差异达到 2 倍以上的
蛋白质点共 40 个(图 2).嫁接后第 4 天检测到差异
蛋白1 9个 ;第8天检测到4 0个 ;第1 6天检测到
图 1摇 油茶芽苗砧嫁接口愈合过程中不同发育时期 2鄄DE
图谱
Fig. 1摇 2鄄DE gel maps of nurse grafted union proteins of Camel鄄
lia oleifera at different development stages郾
A: 4 d; B: 8 d; C: 16 d; D: 22 d; E: 29 d; F: 35 d郾 下同 The same
below郾
6502 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 23 卷
图 2摇 油茶芽苗砧嫁接口愈合过程中差异蛋白质的相对体积
Fig. 2摇 Relative volume changes of differentially displayed protein spots in 2鄄DE gels from the nurse grafted unions of Camellia
oleifera郾
35 个;第 22 天检测到 28 个;第 29 天检测到 32 个;
而在嫁接后第 35 天检测到 13 个.差异蛋白质的表
达主要集中在嫁接后第 8 天至第 29 天这一时期,说
明油茶芽苗砧嫁接口愈合过程中生理生化活动主要
发生在这一时期.这 40 个差异蛋白质共分为 5 组,
第 1 组蛋白质包括 1、2、6、23、29、36、54、88 和 111,
共计 9 个,在 6 个发育时期都表达;第 2 组 9 个蛋白
质在 5 个发育时期表达,其序号分别为 26、52、76、
95、155、173、321、365 和 381;第 3 组蛋白质序号包
括 142、147、153、188、194、208、259、326 和 523,共计
9 个,在 4 个发育时期表达;第 4 组表达 3 个发育时
期的特异蛋白质点 6 个,其序号分别为 143、196、
417、525、521 和 569;第 5 组表达 2 个发育时期的蛋
白质点有 7 个,其序号分别为 141、281、336、698、
764、790 和 842.
2郾 3摇 差异蛋白 MALDI鄄TOF鄄TOF / MS 分析及数据库
检索
将 40 个差异表达的蛋白质点从 2鄄DE 胶上切
下,进行蛋白质斑点的脱色和胶上原位消化、酶解,
酶解后的肽混合物经 MALDI鄄TOF鄄TOF / MS 分析,均
获得了一级 /二级质谱图,应用 Mascot 软件在
NCBInr数据库中搜索鉴定蛋白质,40 个蛋白质点中
有 34 个获得鉴定(表 1).功能分类表明,这 34 个蛋
白质可能分别参与光合作用、呼吸作用、能量代谢、
次生代谢、蛋白质转录和翻译、细胞生长和分化、调
控、抗性等生理生化过程,另外,还有 5 个未知功能
的蛋白.结合双向凝胶电泳相应点的等电点、匹配肽
段的多少及得分进行综合分析,确定了 9 个与油茶
芽苗砧嫁接口愈合相关的蛋白质,分别为热休克蛋
白、超氧化物歧化酶、NAD 激酶、膜联蛋白、细胞分
裂素合成酶、肽基脯氨酰顺反异构酶、类萌发素蛋
白、查尔酮异构酶和氧化固醇结合蛋白.
3摇 讨摇 摇 论
3郾 1摇 嫁接口不同发育时期的蛋白质差异表达
生物体在不同发育阶段会合成类型和数量不同
的蛋白质,这些动态变化的蛋白质构成了细胞某一
时刻的特征性生命活动基础,是认识生命活动本质
的一个恰当而直接的途径[11] .嫁接愈合过程实质是
砧穗愈伤组织的产生、对接、愈合、维管束桥的形成
与维管束的分化,以及砧、穗结合成一个整体的过
程[12] .这些过程通过细胞间表面分子的信号交流、
起始细胞内的信号级联反应等调控细胞核内基因的
表达,从而调控油茶芽苗砧嫁接口愈合直至形成嫁
接嵌合体.在油茶嫁接口愈合过程中差异表达 2 倍
以上的特异蛋白有40个,其中上调的特异蛋白占
75028 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 冯金玲等: 油茶芽苗砧嫁接口不同发育时期差异蛋白质分析摇 摇 摇 摇
表 1摇 蛋白质质谱鉴定检索结果
Table 1摇 Protein identification through MALDI鄄TOF / MS
蛋白质点序号
Protein
spot No郾
编号
Accession
No.
理论分子量 /
等电点
Theoretical Mr / PI
覆盖率
Sequence
coverage (% )
蛋白质得分
Protein
score
蛋白质名称
Protein name
2 gi |145342247 27221 / 9郾 11 27 78 溴区结构域转录因子
Bromodomain transcription factor
6 gi |41052913 20655郾 1 / 9郾 65 21 119 60s核糖体蛋白 L9
Putative 60s ribosomal protein L9
23 gi |88193156 14411郾 8 / 11郾 29 62 46 线粒体核糖体蛋白 S14
Mitochondrial ribosomal protein S14
26 gi |9280323 313215郾 3 / 5郾 14 4 83 驱动着丝粒蛋白
Kinesin (centromeric protein)鄄like protein
29 gi |84796035 13736郾 4 / 6郾 95 44 290 五聚泛素
Putative pentameric polyubiquitin
36 gi |3341464 17720 / 5郾 83 27 86 热休克蛋白 20郾 1
Hsp20郾 1 protein
52 gi |224125776 23579郾 4 / 5郾 57 7 100 未知蛋白
Unknown protein
54 gi |124488474 21732郾 9 / 6郾 1 13 96 苯醌还原酶
Benzoquinone reductase
88 gi |169639226 33585郾 8 / 5郾 56 10 109 苄基醚还原酶 1
Phenylcoumaran benzylicether reductase 1
95 gi |2109289 78659郾 5 / 7郾 05 15 52 磷脂酰肌醇鄄3 激酶
Phosphatidylinositol 3鄄kinase
111 gi |68052398 2244郾 2 / 5郾 91 100 132 高半胱氨酸甲基转移酶
5鄄ethyltetrahydropteroyltriglutamate鄄homocysteine
methyltransferase
141 gi |27446420 8575郾 4 / 4郾 75 41 258 细胞色素 B鄄599 亚基
Cytochrome b鄄559 alpha subunit
143 gi |224053829 58203郾 3 / 6郾 2 26 57 钙依赖的蛋白激酶 3
Calcium dependent protein kinase 3
153 gi |108708265 34455郾 7 / 5郾 28 36 67 细胞分裂素合成酶
Cytokinin synthase
155 gi |197700116 3495郾 8 / 4郾 97 82 159 叶绿体铜锌超氧化物歧化酶
Chloroplast copper / zinc superoxide dismutase
173 gi |255074981 319054郾 4 / 4郾 94 12 76 未知蛋白
Unknown protein
188 gi |158120965 18851郾 5 / 4郾 53 26 82 翻译控制肿瘤蛋白
Translationally controlled tumor protein
194 gi |34850871 21374郾 2 / 7郾 93 24 61 三磷酸甘油醛脱氢酶
Glyceraldehydes 3鄄phosphate dehydrogenase
196 gi |74315452 46125郾 3 / 6郾 17 13 165 核酮糖 1,5鄄二磷酸羧酶化 /加氧酶大亚基
Ribulose鄄1, 5鄄bisphosphate carboxylase / oxygenase large
subunit
208 gi |224125776 23579郾 4 / 5郾 57 7 96 未知蛋白
Unknown protein
259 gi |77745458 26995 / 5郾 73 6 137 磷酸丙糖异构酶
Triose phosphate isomerase cytosolic isoform鄄like
281 gi |299889039 24127郾 4 / 4郾 73 17 71 查尔酮异构酶
Chalcone isomerase
321 gi |297830556 314788郾 7 / 5郾 27 11 114 未知蛋白
Unknown protein
326 gi |168009409 117448 / 9郾 34 7 73 未知蛋白
Unknown protein
336 gi |291162643 29403郾 8 / 4郾 74 23 256 14鄄3鄄3 族蛋白
14鄄3鄄3 family protein
365 gi |42565070 58900郾 5 / 5郾 96 29 62 NAD 激酶 1
NADK1
381 gi |3493172 35979郾 7 / 6郾 34 15 151 纤维膜联蛋白
Fiber annexin
417 gi |196051521 38514郾 1 / 6郾 49 14 105 果糖二磷酸醛缩酶
Fructose biphosphate aldolase
521 gi |21886603 18284郾 1 / 8郾 68 15 86 肽基脯氨酰异构酶
Peptidylprolyl isomerase
523 gi |6014890 18275 / 8郾 71 12 93 肽基脯氨酰顺反异构酶
Peptidyl鄄prolyl cis鄄trans isomerase
525 gi |255074165 68149郾 4 / 5郾 1 23 68 硒蛋白
Selenoprotein O
569 gi |158562848 2686郾 4 / 9郾 7 32 115 萌发样蛋白质
Germin鄄like protein
764 gi |62526573 37684郾 4 / 6郾 38 14 70 醛鄄酮还原酶
Aldo / keo reductase AKR
790 gi |297799760 81847 / 6郾 66 24 71 氧化固醇结合蛋白家族
Xysterol binding family protein
8502 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 23 卷
总差异蛋白的百分率在嫁接后第 29 天最高
(65% ),其次是嫁接后第 16 天(58% )和嫁接后第 8
天(55% ),而最低的是嫁接后第 35 天(18% ).说明
这些上调的特异蛋白可能对嫁接口的愈合有促进作
用,且上调特异蛋白占有的百分率越高可能嫁接口
生理生化变化越活跃,由此,结合嫁接口愈合阶段性
的特点[9],可以推测出在嫁接后 8 ~ 29 d 内可能是
嫁接口砧穗愈伤组织产生期和维管束分化形成期,
而到嫁接后第 35 天嫁接口可能已经愈合.
3郾 2摇 差异蛋白质在嫁接口愈合中的功能
Spot36 被鉴定为热休克蛋白(Hsp20郾 1 protein,
HSP),又称应激蛋白[13-14] . HSP 的作用是协助蛋白
质跨膜运输,防止蛋白质前体积累并协助蛋白质跨
膜转移.是与新生、未折叠、错折叠或聚集的蛋白质
结合,加速肽链的正确折叠和重折叠;维持某些肽链
的伸展状态,以利其跨膜转位,在线粒体、内质网等
不同的区域内发挥作用;同时还促进某些变性蛋白
质的降解和清除;重新激活某些酶的作用,维持细胞
的正常生理功能.它参与靶蛋白活性和功能调节,却
不是靶蛋白的组成部分[15] . 本研究中,HSP 在每一
个愈合阶段都参与,且丰度呈先降后升再降趋势,在
嫁接后第 29 天表达量最大. 由此推测,随着嫁接口
的愈合,HSP参与了嫁接口愈合的靶蛋白活性和功
能调节.嫁接愈合过程中,结构变化最激烈是在维管
束的分化阶段,由 HSP的变化规律可推测出嫁接后
第 29 天有可能是在油茶芽苗砧嫁接口愈合维管束
分化阶段.
Spot155 被鉴定为铜锌超氧化物歧化酶(chloro鄄
plast copper / zinc superoxide dismutase, CuZnSOD),
超氧化物歧化酶是植物体内氧自由基清除反应酶,
催化超氧负离子转变成为 O2和 H2O2 . 植物细胞含
有 3 种类型的 SOD,其分别为 CuZnSOD、MnSOD 和
FeSOD. CuZnSOD 主要存在于叶绿体、胞质和过氧化
物酶体中[16],因此在植物细胞的不同部位都有相应
的抗氧化能力. CuZnSOD 是 3 种歧化酶中含量最丰
富的一种,是活性氧清除酶系统中最重要的酶,与植
物的抗旱、抗盐碱、耐低温以及耐高温等多种抗逆性
有密切关系,在植物体内 CuZnSOD的表达受多种逆
境因子以及激素等的诱导[17] . 本研究中,嫁接这种
逆境因子引起了油茶芽苗砧嫁接口 CuZnSOD 的表
达,在嫁接后第 4 天和嫁接后第 22 天表达量最高,
可能的原因是:在嫁接后第 4 天,嫁接口被损伤的细
胞处在修复状态;而在嫁接后第 22 天,嫁接口迅速
增殖的愈伤组织中高水平的内源激素引起表达量上
调;到嫁接后第 35 天,CuZnSOD的表达量在 2DE 胶
上检测不到,可能此时嫁接逆境因子已消失,即嫁接
口愈合.
Spot365 被鉴定为 NAD 激酶(NADK),是目前
所发现的生物体内唯一催化 NAD 磷酸化生成
NADP的酶[18] .在植物体内 NAD 主要参与分解代
谢,NADP则主要参与合成代谢. NADK 通过影响
NAD(H)和 NADP(H)的相对水平调控生物体内不
同代谢途径的相对活性[19] . 本研究在嫁接后第 4
天,NADK表达量最大,有可能是处在逆境状态下的
嫁接口 NADK催化 NAD磷酸化生成 NADP,有利于
嫁接口的合成代谢.
Spot381 被鉴定为纤维膜联蛋白 ( fiber annex鄄
in),膜联蛋白是一类结构相关钙依赖的磷脂结合蛋
白超家族,在细胞中参与膜转运及膜表面一系列依
赖于钙调蛋白的活动,包括囊泡运输、胞吐作用中的
膜融合、信号传导和钙离子通道的形成、调控炎症反
应、细胞分化和细胞骨架蛋白间的相互作用等[20] .
在植物生长的各个阶段、不同器官组织和细胞中都
有表达,其表达规律与生长发育之间有密切关
系[21] .在本研究中,纤维膜联蛋白在嫁接后表达量
较高,说明其可能与愈伤组织细胞分化和生长有关.
Spot153 被鉴定为细胞分裂素合成酶(cytokinin
synthase).细胞分裂素主要通过调控细胞分裂与分
化实现其生理功能[22] . 本研究中,细胞分裂素合成
酶在嫁接后第 29 天表达量最大,嫁接口维管束分化
时期可能是嫁接口结构变化最激烈的时期,因此细
胞分裂素合成酶表达量最大.
Spot521 被鉴定为肽基脯氨酰顺反异构酶(pep鄄
tidylprolyl isomerase, PPI),PPI 是一类催化折叠反
应的酶,帮助细胞内新生肽链折叠.在含脯氨酸残基
的蛋白质中,由于空间结构的立体化学制约,在折叠
时,某些脯氨酸亚氨基的肽键必须异构化为顺式才
能形成蛋白质的天然空间结构. 脯氨酸的异构反应
较蛋白折叠反应慢,脯氨酸的异构就成为整个折叠
反应过程的一个限速步骤,则生物体催化脯氨酸异
构反应的酶是 PPI.所以 PPI是蛋白质折叠运输装配
以及细胞周期调节的关键点[23] .本研究中,PPI只在
嫁接后第 8、16 和 22 天表达,且表达量随愈合的过
程逐渐下降.有可能是因为在愈伤组织形成和增殖
时期,需要大量的含脯氨酸残基的蛋白质的参与.
Spot569 被鉴定为类萌发素蛋白 ( germin鄄like
protein).类萌发素蛋白通过过氧化氢使植物初生壁
中木聚糖交联,使细胞壁更为致密,使细胞扩张停
95028 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 冯金玲等: 油茶芽苗砧嫁接口不同发育时期差异蛋白质分析摇 摇 摇 摇
止[24] .当植物体受到外界不良环境条件影响时,萌
发素基因会高水平表达,使植物类萌发素蛋白催化
草酸氧化产生的过氧化氢迅速增加. 过氧化氢能够
诱导与抗性有关的基因表达,从而使植物产生抗
性[25] .因此类萌发素蛋白在不同生长发育阶段如花
期诱导、胚胎发生、次生木质部的形成或者在生物或
非生物胁迫条件下都会表达并表现出重要的生物学
功能[26] .本研究中的类萌发素蛋白只在嫁接后第
8、16 和 22 天表达,且表达量随愈合进程逐渐上升.
说明在嫁接后至 22 d 期间嫁接口的细胞数量在不
断上升,参与细胞壁修饰的类萌发素蛋白量也不断
增多,随着嫁接口被愈伤组织填满后,嫁接口的愈伤
组织从增殖转入功能组织的分化,这时类萌发素蛋
白表达降低.
Spot281 被鉴定为查尔酮异构酶 ( chalcone
isomerase, CHI),CHI 是类黄酮类色素生物合成所
需的关键酶之一.查尔酮合酶介导黄酮类化合物合
成的第一步,催化 3 个分子的丙二酞辅酶 A 与 1 个
分子对羟基苯丙烯酞辅酶 A 缩合成袖皮素查尔酮,
再由 CHI的异构作用衍生出其他黄酮类化合物[27],
因而查尔酮异构酶是色素苷合成的限速酶之一. 在
植物体内黄酮类化合物参与物质代谢调节,并通过
其成分和浓度的变化来调控吲哚乙酸(IAA)氧化酶
活性,从而调节细胞内 IAA的含量[28] .本研究发现,
CHI仅在嫁接后第 8 和 29 天表达.有可能是因为此
时提高 CHI的表达量,就能提高嫁接口的黄酮类化
合物含量,从而提高 IAA含量.
Spot790 被鉴定为氧化固醇结合蛋白( xysterol
binding family protein, ORPs),是真核生物中广泛存
在的一类保守蛋白,存在于细胞质内,与氧化固醇具
有高度亲和力,主要参与细胞内脂类的合成、转运以
及信号传导等. ORPs 蛋白功能较多,如调节固醇和
鞘磷脂的代谢,控制信号级联放大,调节高尔基体上
分泌泡囊,作用基于维管内体的运动等[29] . 本研究
中 ORPs只在嫁接后第 8 和 16 天表达,且表达量很
小.在油茶芽苗砧嫁接口愈合过程中这两个时期有
可能是砧穗愈伤组织形成期,因此推测 ORPs 有可
能与植物体内愈伤组织形成有关.
综上所述,油茶芽苗砧嫁接愈合过程中的差异
蛋白质分别参与能量代谢、次生代谢、蛋白质转录和
翻译、细胞生长、分化、调控和抗性等生理生化过程.
今后,应结合其他研究技术手段鉴定出更多的差异
蛋白质,进一步明确这些蛋白质在芽苗砧嫁接口愈
合过程中的分子生理机制.
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作者简介摇 冯金玲,女,1978 年生,博士,讲师. 主要从事植
物生物学研究. E鄄mail: fjl9703@ 163. com
责任编辑摇 肖摇 红
16028 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 冯金玲等: 油茶芽苗砧嫁接口不同发育时期差异蛋白质分析摇 摇 摇 摇