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生物技术通报
BIOTECHNOLOGY BULLETIN 2012年第10期
除草剂草丁膦（PPT）具有非选择性、广谱且
高效低毒等特点，能强烈抑制植物叶片中谷氨酸胺
合成酶的活性。谷氨酸胺合成酶是植物体内唯一能
降解氨毒的酶，能够去除植物细胞内因氨基降解反
应、光呼吸等过程氨离子积累。草丁膦通过抑制此
酶活性使植物体内氮代谢紊乱、胞内氨含量过高而
中毒，最终导致植物死亡［1］。Bar 基因是从土壤吸
水链霉菌（Streptomyce hygroscopicus）中分离克隆出
来，它编码膦丝菌素乙酰转移酶（phosphinithricin
acetlyltransferase，PAT），对草丁膦有高度专一性，
催化乙酰辅酶 A 与草丁膦游离氨基结合，使草丁膦
收稿日期 ：2012-03-26
基金项目 ：安徽芜湖产学研合作专项资助［芜科计（2012）95 号］
作者简介 ：孔芳 , 女 , 博士 , 讲师 , 研究方向 ：油菜细胞遗传学 ; E-mail:kongf2003@126.com
转 Bar基因甘蓝型油菜叶片蛋白质组变化的初步分析
孔芳1 薛正莲1 杨超英1 王幼平2
（1 安徽工程大学生物与化学工程学院，芜湖 241000 ；2 扬州大学生物科学与技术学院，扬州 225009）
摘 要： 采取 SDS-PAGE与 MALDI-TOF-MS联用的方法，对抗除草剂转 Bar基因 T1代甘蓝型油菜与普通栽培油菜的叶片蛋
白质组进行比较性研究，获得差异蛋白质组的重要信息，并初步探讨差异蛋白的主要功能，以期找到与转 Bar基因油菜抗除草剂
有关的蛋白质，揭示其抗性机理。双向电泳表达图谱研究表明，Bar基因的转入使得转基因油菜中的差异蛋白表达质与量发生了
显著变化，共得到 16个发生差异表达的蛋白质点，其中 11个经质谱分析功能得到鉴定，这些鉴定出的蛋白质涉及多个生理过程，
如能量与代谢、信号转导、代谢相关蛋白离子转运和防御应答等。
关键词： 甘蓝型油菜 Bar基因 PCR 差异蛋白质
Comparative Proteomics Analysis of Bar-transgenic
Brassica napus L. and Cultivated Rapeseed
Kong Fang 1 Xue Zhenglian1 Yang Chaoying1 Wang Youping2
（1 Academy of Biological and Chemical Engineering，Anhui Polytechnic University，Wuhu 241000；2College of Bioscience and
Biotechnology，Yangzhou University，Yangzhou 225009）
Abstract: In the study，a proteomics approach was applied to analyze differential expression of proteins in transgenic Bar and cultivated
Brassica napus. Effects on proteomics of bar gene were also researched. Two-dimensional gel electrophoresis（2-DE）with immobilized pH
gradient（IPG, ranges 4-7）strips was performed. Total proteins of leaves were extracted and separated by the high-resolution and high-
repetitive two-dimensional electrophoresis technology system. Results demonstrated significant variations existed in 16 proteins spots detected
between bar-transgenic Brassica napus and controls, among which 11 proteins were identified by mass spectrometry. The identified proteins were
involved in several processes, such as energy and metabolism, regulatory, and defense response.
Key words: Brassica napus Bar gene PCR Differential proteins
丧失毒性作用，从而使植株具有 PPT 抗性［2，3］。因
此，在作物育种工作中利用 Bar 基因对 PPT 的抗性，
减少除草剂用量和土壤中的残留，降低生产成本，
对控制杂草与提高作物品种纯度有重要意义［4］。且
Bar 基因作为筛选的标记基因具有简便、快速、高效
等优点，因此 Bar 基因被广泛导入玉米、小麦、水稻、
高梁、油菜和番茄等 20 多种作物中 ［5］。
油菜是国产食用植物油的第一大来源，年种植
面积在 800 万 hm2 左右，50%-90% 的油菜发生草害，
常年造成减产 15%-20%［6］，因此，防治草害对油菜
生产有十分重要的意义。特别是油菜田间的一些杂
生物技术通报 Biotechnology Bulletin 2012年第10期76
草，如荠菜、野菜等本身就是十字花科植物，容易
与油菜混杂，影响油菜籽的品质［7］。因此利用转基
因技术对油菜进行品质改良和新品质选育越来越受
到关注。在抗除草剂转基因油菜品种中，研究得最
为广泛的是抗草甘膦与抗草丁膦转基因油菜，由于
二者具有广谱、低毒、高效、低残留与环境友好等
特点，因此也成为商业化的热点［8］。以 Bar 基因作
为筛选标记的转基因油菜后代，通常采用喷施除草
剂和PCR检测方法进行筛选与检测。已有报道证明，
非转基因植株在喷施草丁膦后体内氨积累速度加快，
死亡速度也加快，从而对转基因植物的筛选效果显
著。但目前大多集中在 Bar 基因的转化方法和转化
技术，以及对 PPT 抗性特点及机理的研究上。
而基因调控研究表明，功能性蛋白是基因功能
和细胞赖以生存的各种代谢和调控途径的主要执行
者，尤其在逆境胁迫下，许多参与转录因子调节、
信号传导与细胞周期调控的蛋白能迅速发生活性调
节转换，这些变化只能通过对差异蛋白的研究才能
明确其应答网络［9］。本研究以农杆菌介导的遗传转
化体系获得的甘蓝型油菜为材料，利用差异蛋白质
组学为转基因株系 T1 代与普通甘蓝型油菜的叶片蛋
白提供蛋白图谱参考及数据，并主要着眼于由 Bar
的转入触发的基因组表达上的变化。尽管蛋白质组
学数据给出了转 Bar 基因油菜的蛋白表达草图，但
仍需要很多的细节来解释这些分子如何协作转基因
作物适应周围的环境。
1 材料与方法
1.1 材料
转 Bar 基因甘蓝型油菜（Brassica napus L.）和
非转基因栽培油菜（扬油 6 号），由扬州大学生命
科学院提供。选择温室培养方式，每日光照为 16
h，温度为（25±2）℃。根癌农杆菌（Agrobacterium
tumefaciens）菌株为 LBA4404，所用质粒载体为
Pcambia3300，细菌筛选标记为 NPTII 基因，植物筛
选标记为 Bar 基因。
1.2 方法
1.2.1 PPT 最低致死浓度研究 在苗期（4-5 片叶）
的生育时期对供试材料用小型手动喷雾器喷施不同
浓度的 PPT（V/V，即 100 单位水中含 13.5% Basta
溶液单位数），喷施 7 d 后调查叶片药害表现，设非
转基因栽培油菜喷施对照，计算存活与死亡植株数。
苗期处理数为20株。用药量以叶片均沾湿药液为准，
每处理重复 3 次。
1.2.2 转 Bar 基因植株的 PCR 分子鉴定 将获得的
T1 代种子在温室盆钵，同时以非转基因栽培油菜为
阴性对照，于植株长到 4 叶期施用 1 200 倍稀释的
13.5% 的 Basta 除草剂，观察 T1 代与阴性对照对除
草剂的反应。随机从喷施除草剂后存活下来的 T1 代
中选取 10 株以上，用于 PCR 分子鉴定，以相应的
质粒载体与栽培油菜为阳性与阴性对照。总 DNA 的
提取采用 CTAB 法［10］。用于 PCR 检测的 Bar 基因正
反引物序列（由上海生工合成）和预期扩增产物长度，
表 1 用于 Bar基因 PCR检测的正反引物序列和预期扩增产物长度
被测基因 引物序列（5-3） 预期扩增产物长度（bp）
Bar
P1 ：GATCTCGGTGACGGGCAGGA
426
P2 ：GGCGGTCTGCACCATCGTCAA
见表 1。
Bar 基因 PCR 反应程序 ：94℃ 预变性 5 min ；
94℃变性 30 s，52℃退火 30 s，72℃ 延伸 1 min ；
72℃延伸 10 min，10℃结束反应，共 33 个循环。反
应后分别取 5 μL PCR 反应扩增产物进行 1.0% 琼脂
糖凝胶电泳检测，确定转基因阳性植株。
1.2.3 叶片蛋白双向电泳及质谱分析 对上述 2 种
种子（转 Bar 基因甘蓝型油菜 T1 代种子和未转基因
种子）实验室盆栽条件下生长 20 d，取其叶片用无
菌水冲洗并用滤纸吸干水分，油菜叶片总蛋白的提
取、含量测定以及双向电泳的方法参见文献［11］。
质谱分析及蛋白的鉴定利用 MASCOT 软件在网
站（http ：//www.matrixscience.com）蛋白质数据库
MSDB、NCBinr 和 Swissport 中进行搜索。
2012年第10期 77孔芳等 ：转 Bar 基因甘蓝型油菜叶片蛋白质组变化的初步分析
2 结果
2.1 转Bar基因甘蓝型油菜和普通油菜苗期PPT最
低致死浓度
普通甘蓝型油菜（阴性对照）叶片较敏感，用
草丁膦 3 d 后，0.1% 的 PPT 浓度可使 5 叶期 50% 的
幼苗死亡，症状表现为叶片失水枯萎，当 PPT 浓度
达到 0.15% 时，5 叶期的油菜苗叶片似水渍状枯萎，
并逐渐扩展，最后全部死亡。同时随着 PPT 喷施使
用浓度的提高，植株枯萎死亡速度也随之加快，晴
天用药当 PPT 浓度达到 0.5% 时，5 叶期油菜幼苗用
药后 3-4 d 可全部枯萎死亡。而作为阳性对照的转
Bar 基因植株在苗期就具有极强的 PPT 抗性，苗期
PPT 致死浓度高达 3%（表 2），是非转基因普通油
菜同期的 20 倍，说明转 Bar 基因油菜携带了相应的
抗性基因，并能良好地表达。虽然转 Bar 基因油菜
对 PPT 表现出很强的抗性，但施用 PPT 后植株也表
现出明显药害现象，在 PPT 使用浓度较低时表现为
表 2 转 Bar基因油菜与栽培油菜在苗期喷施
PPT后植株成活率
1. 普通油菜；2.质粒（阳性对照）；3-11. 阳性苗；M. DL2000 分子量标准
图 1 转基因油菜 T1的 Bar基因的 PCR检测
用药后 2 d 叶片开始变黄，生长停滞，7 d 植株才基
本恢复正常生长状态。
2.2 转Bar基因植株的PCR鉴定
根据设计的引物对抗草丁膦转基因油菜进行
Bar 基因的扩增检测，非转基因油菜基因组 DNA 为
阴性对照，含有 Bar 基因的质粒 DNA 为阳性对照。
结果（图 1）表明，含有 Bar 基因片段的抗除草剂转
基因油菜，均能扩增约 500 bp 大小的片段，而阴性
对照没有此条带。从而更进一步证明 T1 代携带了转
基因抗除草剂油菜的抗性基因。
2.3 转Bar基因T1代油菜叶片蛋白质差异分析
2.3.1 双向电泳图谱分析 图 2 中分别为转基因油
菜 T1 代和其对照组的种子在实验室环境条件下分
栽培养 20 d 后，用窄范围 pH4-7 的线性 IPG 干胶
条和 12.5% SDS-PAGE 胶获得的叶片可溶性蛋白的
双向电泳图谱。经扫描获得 2D 胶银染图像后，采
用 PDQuest 软件对凝胶图像进行分析，在等电点
pH4-7，分子量 20.1-97.4 kD 范围内平均识别出 300
个蛋白质点。通过严格一致操作程序，包括蛋白上
样量为 500 μg 和同等的电泳温度、电流电压，得到
了重复性很高的蛋白斑点清晰的 2-DE 图谱，转 Bar
基因油菜与普通栽培油菜总体蛋白 2D 分布模式很
相似。本研究中由于 2-DE 胶上单个蛋白质点的量被
定义为构成这个点的所有像素强度值的总和，为了
准确地反映蛋白点量的变化，每个点的量均表示为
相对的量，即一个蛋白点的量占该胶内所有蛋白点
总量的比，计算出的差异蛋白的相对丰度值，如表
3 所示。
受 2DE 技术本身分辨率所限，虽然本研究中检
测到近 300 个蛋白质点，结合肉眼观察，根据两图
具明显差异蛋白点的有无和浓度变化，我们选取质
量较好，重复性高、浓度明显上调蛋白点 16 个做
MALDI-TOF-MS 质谱检测，如图 2 所示，其中转基
因油菜 T1 代有 9 个上调变化（b1、b3-b5、b7-b9、
b11、b12），另 3 个蛋白点（b2，b6 和 b10）是新表
达的蛋白点 ；同样，阴性对照中也有 4 个稳定可重
复的偏酸的蛋白质点（p1，p2，p3 和 p4）不同于转
基因植株特异表达，计算出阳性苗中差异蛋白的上
调幅度 12%-47%。
非转基因油菜 转 Bar 基因油菜
PPT 喷施浓度
（V/V，100%） 成活率（%）
PPT 喷施浓度
（V/V，100%） 成活率（%）
0.05 100 0.8 100
0.10 34 1.0 93
0.15 0 2.0 72
0.20 0 2.5 22
0.25 0 3.0 0
0.30 0 3.5 0
生物技术通报 Biotechnology Bulletin 2012年第10期78
息（列于表 4），表中编号对应图 2 中标出的数字，
并用箭头标明对应在 2DE 胶上的蛋白点。其中经肉
眼观察局部放大的电泳图谱见图 3，图 4 为蛋白点 9
肽质指纹图谱。
通过 BLAST 和 MSDB 对在 11 个推测的蛋白进
行功能注释，这些蛋白 ：第一类是调节性蛋白，如
参与信号转导、翻译和蛋白加工的蛋白 ；第二类是
2.3.2 蛋白质功能分析 2-DE 图谱显示 Bar 基因的
转入的确影响了油菜叶片中蛋白的表达，将 16 个
差异显著蛋白点采用 Matrix science 网站的应用程
序 Mascot（http ：// www.expasy.org/tools）软件搜索
NCBInr 数据库的 Green Plants，将肽质量指纹谱数
据与蛋白质数据库匹配，如果 P<0.05，则认为得到
阳性鉴定，否则视为未得到鉴定，获得 11 个蛋白信
表 3 阳性转基因苗与普通甘蓝型油菜（对照）的差异蛋白质点相对体积分析
蛋白质点 阳性（%） 阴性（%） NA（%） 蛋白质点 阳性（%） 阴性（%） NA（%）
b1 0.056 0.050 12 b7 0.066 0.052 27
b2 0.052 0 — b8 0.063 0.052 21
b3 0.066 0.045 47 b9 0.062 0.055 13
b4 0.060 0.045 33 b10 0.050 0 —
b5 0.056 0.042 33 b11 0.073 0.066 11
b6 0.062 0 — b12 0.063 0.055 15
差异蛋白点的上调幅度 NA%= ［P-N］/（N）×100% ；图中数据（%）分别为蛋白质点在阳性苗与阴性对照中的相对体积
部分差异蛋白用圆圈出，其中已鉴定出的蛋白质点用箭头标出并用数字标明
图 2 转 Bar基因植株与对照的叶片可溶性蛋白的双向电泳图谱
功能性蛋白或者说可能在抗性反应中起作用的蛋白，
如参与光合作用、光呼吸和各种物质代谢的蛋白，
除此之外，在数据库中被注释为未知功能蛋白（b1，
b11）和与类似多聚蛋白的转座子（b2）。其中前两
类蛋白分别为 ADP-葡萄糖焦磷酸化酶小亚基（b3），
光系统Ⅱ氧复合物 33 kD 前体蛋白（b4），热激蛋白
70（b5），肌动蛋白（b6），谷胱甘肽 -S-转移酶（b7），
假定 ATP 合酶 δ 亚基（b8），景天庚酮糖 -1,7-二磷
酸酶（b9），犰狳重复序列（spot b10），肽基脯氨酰
基顺反异构酶（b12）。
3 讨论
前人研究表明，转 Bar 基因油菜对 PPT 的抗性
是普通油菜的 20 倍左右。本研究中，转 Bar 基因油
菜苗期对 PPT 的抗性是普通油菜的近 20 倍，与前人
的研究结果基本一致。转 Bar 基因油菜苗期对 PPT
2012年第10期 79孔芳等 ：转 Bar 基因甘蓝型油菜叶片蛋白质组变化的初步分析
的较高抗性为转 Bar 基因油菜安全使用 PPT 提供了
可靠保证。通常，田间当油菜处于 4-5 叶期时，单
子叶杂草多在 2-3 叶期，双子叶杂草多在 1-2 叶期，
此时的大多数杂草对 PPT 的忍受能力与普通油菜一
样，只有 0.15% 左右。若此时施用 0.4% 的 PPT 可
将田间包括禾苗在内的杂草全部杀死，而在本试验
中转 Bar 基因油菜的致死浓度高达 3%，该浓度对转
Bar基因油菜绝对安全。由于除草一般只在苗期进行，
后期 PPT 抗性与除草关系不大而在本试验中未对其
进行研究。
蛋白质组的复杂多变特点与其蛋白质作为细胞
功能执行者的身份直接相关。在细胞中，除高丰度
管家蛋白不参与基因调控外，多数蛋白参与功能行
使，当细胞功能或环境发生改变时，细胞中蛋白质
表达会相应变化，以适应各种环境的改变［12］。本试
验所鉴定的转 Bar 基因植株中差异蛋白参与了物质
能量代谢、细胞防卫、信号转导等，这为更进一步
了解油菜 Bar 基因的转入对除草剂产生抗性机理提
供理论依据。
3.1 与调节性相关的蛋白
油菜能通过 Bar 基因的转入，把信号传递到细
胞核内来调控基因的表达。我们鉴定了一些参与信
号转导的蛋白，如含犰狳重复序列的蛋白（来自拟
南芥的 armadillo repeat containing protein，Spot b10），
图 3 图 2中部分蛋白放大图
蛋白质点从 2-DE 胶上切下并用胰酶降解后对酶解片段进行质谱分析，利用 MASCOT 软件对 MSDB 数据
库进行搜索，该蛋白质为景天庚酮糖 -1，7-二磷酸酶。
图 4 转 Bar基因油菜双向凝胶电泳图谱中蛋白质点 b9的肽质指纹图谱
生物技术通报 Biotechnology Bulletin 2012年第10期80
含犰狳重复序列的蛋白是一个很大的家族，在拟南
芥中有 90 个成员，然而对它们的功能知之甚少。拟
南芥中有一含犰狳重复序列的蛋白 ARIA，它的表达
受脱落酸（ABA）和盐胁迫的诱导，被认为是 ABA
信号的一个正调节因子［13］。植物的信号转导途径是
很复杂的，在转基因植株中这个新蛋白组分的发现
将有助于增加我们对这一过程的认识。
来自苜蓿的热激蛋白 70（Heat shock protein 70，
HSP70，Spot b5）参与蛋白质的翻译和加工，它
在转基因植株中的表达发生了明显的上调变化。
HSP70 作为进化上高度保守、在细胞内高表达的应
激蛋白，通常在正常细胞中并不表达或表达量很少，
但在热激或其他应激原的作用下表达会迅速增加，
此蛋白对细胞的生长、衰老、凋亡具有重要调节作
用［14］。另一个是来自拟南芥的肽基脯氨酰基顺反异
构 酶（Peptidyl-prolylisomerases，PPIase，Spot b12），
PPIase 催化加速肽基脯氨酸的顺反异构化，在蛋白
质的折叠 / 解折叠中起重要作用，它也可能参与蛋
白质复合物的组装 / 解组装、蛋白质运输及调节蛋
白质活性［15］。本研究中转基因植株中的这两个蛋白
点的上调表达，可能对异常蛋白的降解及蛋白质折
叠的效率有关。
蛋白点 b6 经鉴定可能为肌动蛋白（actin），涉
及多种细胞内过程，包括参与细胞通讯、肌动蛋白
细胞骨架调节、细胞分裂等［16］。Orvar 等［17］在对
紫花苜蓿的研究中发现肌动蛋白的聚合和解聚会对
钙离子内流分别带来抑制和促进的效果，表明其在
钙离子流信号感知过程中起到重要作用。郝强等［12］
研究黄杨叶片对低温胁迫应答时，发现肌动蛋白随
着温度快速下降其表达量快速增强。
3.2 功能性蛋白或者可能在抗性反应中起作用的
蛋白
通过信号转导和基因表达的调节，一些功能性
蛋白的活性和丰度发生了改变，它们共同作用，使
转基因植株建立一个新的平衡。如改变植物体内的
物质和能量代谢，我们发现转 Bar 基因植株中上调
了参与卡尔文循环过程中的关键酶 ：景天庚酮糖 -1，
7-二磷酸酶（SBPase，Spot b9），此酶经过一系列酶
促反应转变为 CO2 的受体 Rubisco。Miyagawa 等［18］
报道，把聚球藻（Synechococcus）中的 FBPP SBPase
基因转入烟草（Nicotiana tabacum）叶绿体中，光合
效率和 Rubisco 活性升高，明显提高了转基因烟草
光合固定 CO2 的效率和糖类的累积，同时也加速其
生长。Tamoi 等［19］把 SBPase 基因转入烟草，发现
转基因植株的生长速度、生长量和光合能力明显高
于野生植株。本研究转基因植株中该蛋白表达丰度
表 4 转 Bar基因植株 T1 代中差异表达蛋白 PMF数据库检索的鉴定结果
蛋白点 蛋白名称（物种来源） 理论分子量（kD） 理论等电点 pI 序列覆盖度（%） NCBI 检索号
b2 Transposon-related（Ty1-copia）similar to polyprotein（Arabidopsis thaliana） 31. 7 9.02 22 gi|4996367
b3 ADP-glucose pyrophosphorylase small subunit（Brassica rapa subsp. pekinensis） 57.3 5.87 25 gi|17865468
b4 photosystem II oxygen-evolving complex 33 kD precursor protein（Triticum aestivum） 35.2 5.63 16 gi|30013657
b5 Heat shock protein 70（Medicago sativa） 71.0 5.11 20 gi|87241037
b6 肌动蛋白（Gossypium hirsutum） 45.1 5.50 33 gi|32186912
b7 Glutathione S-transferase（Brassica napus） 24. 8 5.85 40 gi|87294807
b8 Putative delta subunit of ATP synthase（Brassica rapa） 14.8 9.19 30 gi|75220778
b9 sedoheptulose-bisphosphatase precursor（Arabidopsis thaliana） 42.8 6.17 32 gi|7263568
b10 armadillo repeat containing protein（Arabidopsis thaliana） 147.2 5.36 33 gi|145324891
b11 OSJNBa0029L02［Oryza sativa（rice）］ 20.7 9.77 51 gi|39546227
b12 peptidylprolyl isomerase（Arabidopsis thaliana） 28.5 8.83 33 gi|20259872
2012年第10期 81孔芳等 ：转 Bar 基因甘蓝型油菜叶片蛋白质组变化的初步分析
显著上调，从理论上改变了转基因作物的光合效率
和 Rubisco 活性，这种改变是否影响转基因作物生
长速度和光合能力，有待于进一步试验证明。
蛋白点 b3 鉴定为 ADPG 焦磷酸化酶（AGPase）
是作物淀粉生物合成的关键酶，抑制 AGPase 的活
性将会导致淀粉合成的部分或全部终止［20］。文李
等［21］对红莲型细胞质雄性不育水稻的不育系及其
保持系花粉的蛋白质组分析，发现 AGPase 等部分
参与碳代谢和淀粉合成的酶缺失或表达量降低，推
测他们的缺失或表达量的降低，可能会导致淀粉
合成受阻，故花粉不能正常发育。姚庆荣等［22］将
AGPase 编码基因 g1gC 转化到烟草中获得转基因植
株，结果显示转基因烟草比非转基因对照淀粉含量
增加。在抗除草剂基因工程中为防止抗除草剂基因
所带来的作物生长势和产量下降问题时，建议选择
使除草剂失活的外源酶基因（如 Bar 基因），因为引
入编码靶标酶或靶标蛋白质的基因（如 EPSPS 基因）
会产生过量的酶或蛋白给作物造成代谢负担，对作
物的生长和产量不利。在本研究中转 Bar 基因植株
中叶片中 AGPase 的上调表达量经对照增加 47%，
对转基因油菜产量增加的作用，有待于进一步大田
产量的验证。
蛋白点 b4 经鉴定可能是光系统Ⅱ放氧复合体
33 kD（photosystem II oxygen-evolving complex 33 kD
precursor protein），此蛋白参与能量代谢和光合作
用。Jung 等［23］在研究一个独特的稻瘟病类病变突
变体时，发现此蛋白在突变株 blm 中存在差异表
达，并认为这种蛋白涉及氧气释放和光系统 II 的稳
定性。研究表明，耐盐性强的小麦品种在盐胁迫下
能够维持较好的气孔导性和光合速率，其净光合速
率及气孔导度均显著高于耐盐性弱的品种，PSII 放
氧复合体的活力水平，它为光合作用提供还原电子
说明耐盐性强的小麦品种的光合结构对环境的适应
性强，因而可以使其光合速率维持在较高水平［24］。
本试验中 OEC33 kD 在转 Bar 基因油菜中上调表达
33%，由此我们推测 OEC33 kD 对于维持叶绿体膜
的结构稳定，减少 ATP 的损耗，与植物的适应机制
有关。
ATP 合成酶（蛋白点 b8）是细胞能量转换过程
中促进 ATP 合成的关键酶。研究报道，王秀珍等［25］
研究报告玉米和高粱保持系花药中 ATP 含量远高于
不育系。陈培等［26］对大豆质核互作雄性不育系与
保持系的蛋白质组学研究中，不育系中 ATP 合成酶
缺失，而在保持系中出现，可能使不育系小孢子缺
少能量供应而导致败育。本试验中 ATP 合成酶在转
基因油菜中表达量上调，说明可能对于提高转基因
植物代谢有重要作用。
在细胞防卫方面，蛋白点 b7 鉴定的谷胱苷肽 S
转移酶（glutathione transrerase，GSTs，Spot b7）是
与抗性相关的。在高等植物中 GSTs 与植物体抵御外
源物质伤害，特别在植物解毒和防御活性氧伤害具
重要作用，是一种与抗性相关的酶，早期的研究是
关于植物中该基因抗除草剂与安全剂上［27］。Roxas
等［28］认为编码具有 GST 和 GPOX 活性的 GST 的过
表达，导致植物中谷胱甘肽（GSSG）的大量生成，
可促进植物的生长，提高植物的耐逆性，从而使盐
胁迫条件下转基因烟草幼苗生长正常，而对照却生
长缓慢。戚元成等［29］的研究也表明，在拟南芥中
过量表达 GST 基因可以减少干旱胁迫下的转基因拟
南芥氧化损伤的影响。在本研究中转基因油菜叶片
中 GSTs 高表达，表明转基因油菜的抗除草剂性质高
于栽培油菜的原因，这一点在前面的除草剂生理试
验中得到验证。
另外，在栽培油菜中还检测到 4 个偏酸的蛋白
质点（Spot p1、p2、p3、p4）大量表达而在转基因
油菜中未检测到，但通过数据库检索为未知蛋白，
目前尚不了解这些蛋白质的功能，它们在转基因植
株中的差异表达变化与植物抗性防御机制的关系有
待进一步研究证明。
综上所述，蛋白质组分析是研究 Bar 基因的转
入对植株影响机理更为有效和直接的手段。
4 结论
本研究选取了 11 个差异蛋白点进行肽质量指
纹图谱鉴定，结果表明，由于 Bar 基因的转入，叶
片蛋白质组的变化主要在信号转导、物质能量代谢、
代谢相关蛋白离子转运及细胞防卫方面起到重要作
用，它们共同作用使转 Bar 基因植株建立了新的平
衡，也为进一步揭示转 Bar 基因植物对 PPT 毒害植
物体的耐受能力上提供有益信息。
生物技术通报 Biotechnology Bulletin 2012年第10期82
参 考 文 献
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（责任编辑 狄艳红）