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Proteomic analysis of pathogen-responsive proteins from the bark of apple branches induced by Botryosphaeria dothidea

苹果枝条表皮应答轮纹病菌侵染的蛋白质组学分析



全 文 :植物病理学报
ACTA PHYTOPATHOLOGICA SINICA  45(3): 280 ̄287(2015)
收稿日期: 2014 ̄01 ̄21ꎻ 修回日期: 2014 ̄12 ̄20
基金项目: 农业部现代农业产业技术体系建设专项资金(CARS ̄28)ꎻ国家科技支撑计划项目(2013BAD02B01)ꎻ国家自然科学基金项目
(30900968ꎻ 31201602)
通讯作者: 康国栋ꎬ副研究员ꎬ主要研究方向为苹果育种ꎻTel:0429 ̄3598121ꎬE ̄mail: kgdcaas@163.com
丛佩华ꎬ研究员ꎬ主要研究方向为苹果育种ꎻTel:0429 ̄3598103ꎬE ̄mail: congph@163.com
第一作者: 张彩霞ꎬ女ꎬ博士ꎬ副研究员ꎬ研究方向为苹果分子育种ꎻTel:0429 ̄3598135ꎬ E ̄mail: cxzhang ̄bj@163.comꎮ
doi:10.13926 / j.cnki.apps.2015.03.007
苹果枝条表皮应答轮纹病菌侵染的蛋白质组学分析
张彩霞1ꎬ 2ꎬ 田 义1ꎬ 2ꎬ 张利义1ꎬ 2ꎬ 肖 龙1ꎬ 2ꎬ 康国栋1ꎬ 2∗ꎬ 丛佩华1ꎬ 2∗
( 1农业部园艺作物种质资源利用重点实验室ꎬ兴城 125100ꎻ 2中国农业科学院果树研究所ꎬ兴城 125100)
摘要:蛋白质提取方法是双向电泳分析的关键ꎮ 本研究中ꎬ我们通过优化提取条件ꎬ建立了适于苹果枝条表皮总蛋白提取
的技术体系ꎮ 在此基础上ꎬ开展了苹果枝条表皮应答轮纹病菌侵染的蛋白质组学研究ꎬ以期明确轮纹病菌胁迫下苹果枝条
表皮细胞参与抗病反应的关键蛋白ꎮ 具体方法是以未接菌及接菌后的苹果枝条表皮为材料ꎬ分别提取总蛋白ꎬ利用双向凝
胶电泳技术结合质谱(MALDI ̄TOF ̄TOF / MS)检测分析差异表达蛋白ꎮ 经质谱检测及数据库检索ꎬ共有 22 个蛋白点得到
成功鉴定ꎬ按照功能划分为光合作用相关、糖类及能量代谢相关、防御反应相关、蛋白质合成相关及未知功能蛋白等 5 类ꎮ
其中参与防御反应的病程相关蛋白(APX、 β ̄1ꎬ3 ̄葡聚糖酶、Mal d1、PR ̄1)可能是苹果枝条表皮细胞应答轮纹病菌胁迫过
程中参与抗病反应的关键蛋白ꎮ
关键词:苹果枝条表皮ꎻ 总蛋白ꎻ 轮纹病菌ꎻ 胁迫ꎻ 差异蛋白质组ꎻ 质谱
Proteomic analysis of pathogen ̄responsive proteins from the bark of apple bran ̄
ches induced by Botryosphaeria dothidea  ZHANG Cai ̄xia1ꎬ2ꎬ TIAN Yi1ꎬ2ꎬ ZHANG Li ̄yi1ꎬ2ꎬ
XIAO Long1ꎬ2ꎬ KANG Guo ̄dong1ꎬ2ꎬ CONG Pei ̄hua1ꎬ2   ( 1 Key Laboratory of Horticulture Crops Germplasm
Resources Utilizationꎬ Ministry of Agricultureꎬ Xingcheng 125100ꎬ Chinaꎻ 2Research Institute of Pomologyꎬ Chinese Academy
of Agricultural Sciencesꎬ Xingcheng 125100ꎬ China)
Abstract: The optimal protein extraction method is the key for proteomics research by two ̄dimensional
electrophoresis (2 ̄DE) . In this studyꎬ in order to establish a suitable method for extraction of total protein from
the bark of apple branchesꎬ the extraction condition for the 2 ̄DE was optimized. To elucidate the key proteins
related to disease ̄resistance of apple branches induced by Botryosphaeria dothideaꎬtotal proteins were extracted
from control and infected branchesꎬ and separated by two ̄dimensional electrophoresis. The differentially
expressed proteins were then identified by MALDI ̄TOF ̄TOF / MS. In totalꎬ 25 differentially expressed proteins
were detected by Image Master Software. After tryptic digestionꎬ MALDI ̄TOF ̄TOF / MS analysis and database
searchingꎬ 22 protein spots were finally identified. The predicted function of 22 proteins were related to
photosynthesisꎬ glucose / energy metabolismꎬ defense responsesꎬ protein synthesis and other unknown functions.
The pathogenesis ̄related proteins (APXꎬ β ̄1ꎬ3 ̄glucanaseꎬ Mal d1 and PR ̄1) involved in defense responses and
differentially expressed in apple branches may play a key role in resistance to B. dothidea.
Key words: bark of apple branchesꎻ total proteinꎻ Botryosphaeria dothideaꎻ stressꎻ differential proteomicsꎻ
mass spectrometry
中图分类号: S436.611.1          文献标识码: A          文章编号: 0412 ̄0914(2015)03 ̄0280 ̄08
 
  3期 张彩霞ꎬ等:苹果枝条表皮应答轮纹病菌侵染的蛋白质组学分析
    苹果轮纹病又称瘤皮病、疣状粗皮病ꎬ是由轮
纹病菌(Botryosphaeria dothidea)侵染枝干、果实
引起的真菌性病害ꎬ也是我国目前苹果主产区危害
最严重、发生最普遍的三大病害之一ꎮ 迄今为止ꎬ
尚未发现对 B. dothidea完全免疫的栽培品种[1ꎬ 2]ꎮ
近年来ꎬ以提高树体自身抗性为目标的抗性育种研
究日益受到重视[3ꎬ 4]ꎮ 苹果是多年生木本植物ꎬ童
期长、遗传背景高度杂合ꎬ依靠常规育种很难在短
期内培育出高抗优质新种质ꎮ 分子生物学理论和
技术的日臻完善使挖掘苹果抗病相关调控基因或
蛋白、阐明其调控机制ꎬ从而利用基因工程手段加
快苹果抗病遗传改良的育种进程成为现实ꎮ 病原
菌是诱发寄主植物发病的主要生物胁迫因子ꎮ 以
往关于模式植物抗病分子机制研究表明ꎬ植物受病
原菌胁迫时ꎬ体内先天免疫受体(即抗病蛋白)会
识别病原菌效应因子ꎬ引发寄主抗病反应ꎬ实现对
病原菌胁迫信号的响应、传递以及生物学防
御[4~7]ꎮ 2010 年ꎬ苹果栽培品种 “金冠” (Golden
Delicious)全基因组草图的公布[8]ꎬ其测序结果所
产生的海量数据ꎬ为应用蛋白质组学相关技术开展
苹果属植物抗病相关蛋白的筛选研究提供了理论
依据和参考ꎮ
    目前ꎬ国内外关于苹果轮纹病的研究主要集中
于防治方法、病原菌鉴定、种质资源抗性评价等方
面[1ꎬ 2ꎬ 9~14]ꎮ 有关苹果响应 B. dothidea 胁迫的应
答机制研究报道较少ꎬ而利用蛋白质组学技术开展
果树寄主响应 B. dothidea 胁迫抗性蛋白的研究尚
未见报道ꎮ
    开展苹果响应轮纹病菌胁迫的差异蛋白质组
研究ꎬ通过对抗性相关蛋白的差异表达分析ꎬ可从
分子水平直接了解苹果属植物应答轮纹病菌胁迫
所启动的抗性机制ꎮ 本研究以苹果枝条与 B. do ̄
thidea为研究对象ꎬ利用差异蛋白质组学方法ꎬ分
析轮纹病菌侵染后及未受侵染苹果枝条表皮的蛋
白组变化ꎬ以揭示苹果寄主应答轮纹病菌胁迫的蛋
白质组表达差异ꎬ为优质抗病苹果新种质的遗传改
良研究提供部分理论依据和借鉴ꎮ
1  材料与方法
1.1  苹果试材及病原菌接种
    轮纹病菌(B. dothidea)接种试验在国家苹果
育种中心资源圃内进行ꎬ以 8 年生杂交组合(“嘎
啦”ד华富”)F1代杂种实生苗为研究对象ꎬ选择 3
个抗病株系的当年生枝条进行接种试验ꎮ 供试轮
纹病菌由中国农业科学院果树研究所植保中心惠
赠ꎬ枝条接种病原菌方法参考 Zhou 等[13]略有改
动ꎮ 将活化后病原菌接种于 PDA 培养基(Potato
Dextrose Agarꎬ购自 Sigma公司ꎬ称取 39 g粉末ꎬ定
容至 1 Lꎬ调 pH值至 6.0~7.0)上ꎬ倒扣于恒温培养
箱中ꎬ25℃条件下培养至菌落长满整个培养皿ꎮ 用
75%酒精棉球擦拭枝条进行表面消毒ꎬ取菌落边缘
菌饼(直径 1.0 cm)ꎬ使菌丝面粘贴在枝条表面ꎬ无
菌封口膜进行包裹ꎬ5 d 后除去封口膜ꎮ 每抗病株
系接种 8个枝条ꎬ每个枝条接种 3 个点ꎬ以贴覆空
白培养基、且封口膜包裹处理的枝条为对照ꎮ 分别
于处理后 30 d 取样ꎬ每个植株取 2 个枝条ꎮ 处理
及对照培养均设 3个重复ꎬ整个试验重复 3次ꎮ
1.2  苹果枝条表皮总蛋白提取
    用无菌湿棉球擦除接种部位残余菌丝ꎬ快速剥
下接种枝条的嫩皮ꎮ 准确称取对照表皮及接种后
表皮各 5 gꎬ于液氮中迅速研磨成粉末ꎮ 总蛋白提
取方法参考 Carpentier 等[15]以及 Wang 等[16]略有
改进ꎮ 具体过程:将研磨好的粉末样品转入 50 mL
的离心管中ꎬ悬浮于 10 mL 酚(Tris ̄bufferedꎬpH
8.0ꎬSigma)和 10 mL 的提取液 (20 mM Tris ̄HCl
(pH 7. 5)ꎬ 300 mM 蔗糖ꎬ 10 mM EGTAꎬ 1 mM
PMSFꎬ1 mM DTTꎬ1% Triton X ̄100ꎬ10% PVPP)
中ꎬ4℃下涡旋振荡 15 minꎮ 4℃ꎬ5 000 gꎬ离心 15
minꎮ 收集上层酚相ꎬ加入 5 倍体积 0.1 M 甲醇醋
酸铵溶液ꎬ-20℃沉淀 2 h 以上ꎮ 4℃ꎬ15 000 gꎬ离
心 10 minꎬ沉淀物经冷丙酮(含 20 mM DTT)漂洗
3次ꎬ室温风干ꎬ-80℃条件下保存备用ꎮ
1.3  蛋白质样品溶解与定量
    将制备好的蛋白干粉溶于样品裂解液(7 M
尿素ꎬ2 M 硫脲ꎬ4% w / v CHAPSꎬ2% IPG bufferꎬ
1% w / v DTT)ꎬ室温下充分溶解 6 h 以上ꎬ4℃ꎬ
15 000 gꎬ离心 30 minꎬ取上清重复离心一次ꎬ上清
液即为蛋白质样品ꎮ 采用双向电泳蛋白定量试剂
盒(2 ̄D QUANT KITꎬGE Healthcare)对蛋白溶液
样品进行定量ꎮ
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植物病理学报 45卷
1.4  双向电泳
    本试验等电聚焦过程采用预制 IPG 胶条(18
cmꎬ pH 4~7ꎬ 线性ꎬGE Healthcare)ꎬ取定量后的蛋
白质溶液样品ꎬ每根胶条上样量为 800 μgꎬ上样体积
350 μLꎬIPG 泡涨盘( IPG boxꎬGE Healthcare)室温
下完成被动水化过程ꎬ水化时间 10 ~ 12 hꎮ 水化结
束后立即在等电聚焦仪(Ettan IPGphor3ꎬGE Health ̄
care)上进行等电聚焦电泳( IPG ̄IEF)ꎬ升压程序参
考 Zhang等[17]完成ꎮ 等电聚焦过程结束后ꎬ将胶条
分别置于含 1% DTT 和 2.5% 碘乙酰胺的平衡液[17]
中分别平衡 15 minꎬ 然后再转移至分离胶浓度为
12.5%、厚度为 1 mm的 SDS ̄PAGE 胶上端ꎬ在垂直
板电泳槽(Ettan DALTsixꎬ GE Healthcare)上进行第
二向电泳[17]ꎮ 电泳完成后ꎬ取下凝胶ꎬ考马斯亮蓝
R ̄350(CBB R ̄350)染色ꎮ
1.5  图像扫描及分析
    凝胶脱色后立即用 Image Scanner 扫描仪(GE
Healthcare)进行扫描ꎬ分辨率 300 dpiꎮ 凝胶图像
采用 Image Master 2D P1atinum 7.0 分析软件(GE
Healthcare)进行差异点分析ꎬ选择相对体积增加或
降低≥1. 5 倍的蛋白点ꎬ运用 SPSS ( SPSS inc.ꎬ
Chicagoꎬ IL)统计软件进行 ANOVA(P<0.05)分
析ꎬ具有显著差异的蛋白点被认为是差异蛋白ꎮ
1.6  差异蛋白点酶解处理及质谱分析
    将差异表达蛋白点从凝胶上切下来ꎬ通过胶内
原位酶解方法ꎬ抽提酶解肽段ꎬ再经过 ZipTip 脱
盐、酶解液真空浓缩等完成酶解处理ꎮ 浓缩后的酶
液用 4800 串联飞行时间质谱仪(4800 Plus MALDI
TOF / TOFTM Analyzer) (Applied BiosystemsꎬUSA)
进行质谱分析ꎮ 肽质量指纹(peptide mass finger ̄
printingꎬ PMF)扫描范围为 800~ 4 000 Daꎬ选择信
噪比大于 50的母离子进行二级质谱(MS / MS)分
析ꎮ 本研究中蛋白点质谱分析 (MALDI ̄TOF ̄
TOF / MS)工作由中科院(上海)蛋白质组研究分
析中心来完成ꎮ
1.7  数据库检索
    酶解样品经过质谱检测后得到 PMF 图谱数
据ꎬ将这些数据利用 Mascot 软件(Matrix Science
Ltd.ꎬ Londonꎬ UK)在 NCBI 数据库中进行检索鉴
定蛋白ꎮ 对于检索的结果ꎬ软件提供一个可信度分
值(MOWSE score)ꎬ当检索到的蛋白分值大于该值
时结果是可信的(在 P< 0.05水平显著)ꎮ 当出现多
个大于标准MOWSE score值的结果时候ꎬ选取得分
最大的结果ꎬ同时参考其匹配肽段数 ( peptides
count)以及分子量、等电点等参数来加以确定ꎮ
2  结果与分析
2.1  苹果枝条表皮应答轮纹病菌胁迫的双向电泳
图谱分析
    为了阐释苹果枝条应答轮纹病菌胁迫的防御
反应机制ꎬ我们利用差异蛋白质组学方法ꎬ对未接
种病原菌及病原菌侵染后苹果枝条表皮总蛋白进
行了分析ꎮ 两组材料的总蛋白分别经双向电泳分
离后ꎬ获得清晰的蛋白质表达谱(图 1)ꎮ 两组凝胶
图谱经 Image Master 2D P1atinum 7.0 软件分析ꎬ
每张图谱上均有 800 个以上可重复清晰蛋白点被
检测到ꎬ蛋白点主要分布在 pH4~ 7ꎬ分子量为 10 ~
100 kDa的区域内(图 1)ꎮ
    通过 Image Master 2D软件计算蛋白点相对丰
度的变化ꎬ可初步获得差异表达的蛋白点ꎮ 两组图
谱差异分析结果显示ꎬ有 41 个蛋白质点发生变化
(相对体积增加或者降低≥1.5 倍)ꎬ蛋白点再经
SPSS软件分析ꎬ共有 25 个蛋白点通过了显著性
(P<0.05)检验(图 1)ꎮ
2.2  差异蛋白质点质谱分析
    将通过检验的 25 个差异蛋白点进行质谱
(MALDI ̄TOF / TOF MS)分析ꎬ分别根据各蛋白点
鉴定所得 PMF图谱数据ꎬ去除杂峰后ꎬ进入蛋白质
数据库进行匹配检索ꎮ 根据鉴定标准ꎬ除了 3个蛋
白点(spot 23ꎬ24和 25)未检测成功外ꎬ共有 22 个
差异蛋白点得到成功鉴定(图 1ꎬ表 1)ꎮ 在成功鉴
定的差异蛋白中共包括 12 个下调蛋白和 10 个上
调蛋白(图 2)ꎮ 此外ꎬ已鉴定的 22 个蛋白点中除
了 9个与苹果属植物同源的蛋白外ꎬ其余蛋白均为
与其他植物高度同源的相关蛋白ꎮ
282
 
  3期 张彩霞ꎬ等:苹果枝条表皮应答轮纹病菌侵染的蛋白质组学分析
Fig. 1  Comparison of proteome patterns of control and infected bark of apple branches
in response to the fungal pathogen Botryosphaeria dothidea
A:Control branchesꎻ B:Infected branches( inoculated with pathogen for 30 d) .
The spots with altered abundance are circled with lines.
Fig. 2  Variations in expression abundance of differentially expressed proteins
of the bark of apple branches induced by Botryosphaeria dothidea
CK: Control branchesꎻ30 d:Branches inoculated with B. dothidea for 30 d.
2.3  蛋白功能鉴定及丰度变化分析
    将所鉴定的蛋白点进行数据库检索及相关的
文献查阅ꎬ共获得 22个蛋白质点的功能信息ꎬ各蛋
白点丰度变化见图 2ꎮ 其中 2 个蛋白质点鉴定为
未知功能蛋白(spot 11和 12)ꎬ其功能有待于进一
步深入研究ꎬ其余 20 个蛋白质点依据其相关功能
分为 4类(图 3)ꎮ 应答轮纹病菌胁迫的差异表达
蛋白点中ꎬ防御反应相关蛋白共包括 5 个ꎬ其中推
定的抗坏血酸过氧化物酶(spot 13)、β ̄1ꎬ3 ̄葡聚糖
酶(spot 19)和致病相关蛋白(spot 22)应答轮纹病
菌胁迫呈明显上调表达ꎬ而鉴定的另一个抗坏血酸
过氧化物酶( spot 14)和主要过敏原蛋白 Mal d1
(spot 20)则呈现明显下调表达ꎮ 光合作用相关蛋
白(spot 3、9 和 10)除了 1ꎬ5 二磷酸核酮糖羧化加
氧酶(spot 9)下调表达外ꎬ其他 2 个蛋白应答轮纹
病菌胁迫均呈明显上调表达ꎮ 本研究共鉴定获得
10个糖类及能量代谢相关蛋白ꎬ其中 4 个蛋白点
(spot 4、16、20和 21)应答轮纹病菌侵染呈上调表
达ꎬ其余 6个蛋白点(spot 2、5、6、7、8和 17)均呈现
下调表达ꎮ 此外ꎬ还鉴定得到 2个参与蛋白质合成
相关的蛋白( spot 1 和 15)ꎬ经轮纹病菌胁迫后ꎬ在
苹果枝条表皮中均呈下调表达ꎮ
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482
 
  3期 张彩霞ꎬ等:苹果枝条表皮应答轮纹病菌侵染的蛋白质组学分析
Fig. 3  Functional classification of differentially expressed proteins
3  结论与讨论
3.1  苹果枝条表皮总蛋白提取方法的确立
    针对苹果枝条表皮这样低蛋白含量的植物材
料ꎬ确定适宜的蛋白质提取方法对于其后续的双向
电泳分析至关重要ꎮ 酚抽提方法是针对低蛋白含
量植物材料的有效方法[1 8 ]ꎮ 本研究尝试将已报
道的 HB ̄酚抽提方法[15ꎬ 16]进行多次摸索及改良ꎬ
最终建立适于苹果枝条表皮总蛋白提取的技术系
统ꎮ 因苹果枝条表皮富含多糖、纤维素等杂质ꎬ影
响了蛋白质样品的提取纯度ꎬ改良的 HB ̄酚抽提方
法在已有基础上ꎬ提高了蔗糖的浓度ꎬ并在匀浆缓
冲液中添加了 10% PVPP(聚乙烯聚吡咯烷酮)ꎬ使
得该方法提取的总蛋白损失相对较少ꎬ且纯度较
高ꎬ可确定为苹果枝条表皮总蛋白提取的理想方
法ꎮ
3.2  光合作用、糖类及能量代谢相关蛋白参与苹
果枝条表皮细胞的防御反应
    光合作用是绿色植物最主要的生理功能ꎬ叶绿
体是植物发生光合作用的主要场所ꎬ病原菌的侵染
对寄主植物最明显的影响是破坏其绿色组织ꎬ使寄
主植物正常的光合作用减弱[19]ꎮ 本研究中共鉴定
得到 3个光合作用相关蛋白ꎬ其中ꎬRubisco是卡尔
文循环中的关键酶ꎬAgrawal等[20]通过研究臭氧胁
迫下水稻叶片蛋白质组变化ꎬ发现其中 4 个 Rubi ̄
sco 蛋白发生明显上调表达ꎮ Chen 等[21] 证实
Rubisco可因活性氧的产生而受抑制ꎬ发生下调表
达ꎮ 本研究中鉴定得到 2 个为 Rubisco( spot 3 和
9)的蛋白ꎬ表达量分别表现为上调和下调ꎬ可能与
轮纹病菌侵染后苹果枝条表皮细胞内复杂的应答
反应相关ꎮ
    鉴定得到 10 个糖类及能量代谢相关蛋白ꎬ有
5 个参与三羧酸循环、磷酸戊糖途径等糖代谢途
径ꎬ除了磷酸核酮糖差向(异构)酶(spot16)上调表
达外ꎬ其余 4个蛋白(spot 2、6、7和 17)呈现明显下
调表达ꎮ 此外ꎬ鉴定得到的其余 5个能量代谢相关
蛋白(Spot 4、5、8、20 和 21)也表现出明显的差异
表达ꎮ 表明苹果枝条表皮寄主细胞在应答轮纹病
菌侵染过程中ꎬ可能通过调控糖类及能量代谢反
应ꎬ为完成抗病反应提供物质基础ꎮ
3.3  防御反应相关蛋白是寄主应答病原菌胁迫的
关键因素
    病程相关(pathogenesis ̄relatedꎬPR)蛋白是植
物中存在的一类具有广谱抗性的可溶性蛋白[6ꎬ 7]ꎬ
根据 PR蛋白的植物来源、氨基酸序列同源性以及
生化功能等ꎬ可将 PR 蛋白分为 17 类ꎬ其中包括:
富含甘氨酸的 PR 蛋白( PR ̄1)、β ̄1ꎬ3 ̄葡聚糖酶
(PR ̄2)、几丁质酶(PR ̄3)、类甜蛋白 (PR ̄5)、过氧
化物酶类 (PR ̄9)、过敏反应相关的 PR 蛋白(PR ̄
10) [22]等ꎮ 本研究共鉴定了 5 个差异表达的 PR
类蛋白(spot 13、14、18、19和 22)ꎮ
582
 
植物病理学报 45卷
    抗坏血酸过氧化物酶(APX)是植物体内 AsA ̄
GSH氧化还原途径的重要组分ꎬ是清除 H2O2的关
键酶[23]ꎬ属于病程相关蛋白 PR ̄9 家族ꎮ 本研究
中ꎬ2个蛋白点( spot 13 和 14)均鉴定为抗坏血酸
过氧化物酶ꎬ分别发生了明显的上调和下调表达ꎬ
表明在苹果枝条表皮细胞受轮纹病菌侵染后ꎬ通过
调控 ROS浓度ꎬ减轻病原菌对寄主的伤害ꎮ 推测
抗氧化机制也是苹果枝条表皮细胞应答轮纹病菌
胁迫的重要机制ꎮ
    苹果过敏原蛋白(Mal d1)是苹果体内重要的
抗性相关蛋白ꎬ属病程相关蛋白 PR ̄10 家族的一
员ꎬ与植物抗病性密切相关[24]ꎮ 在本研究中ꎬ苹果
枝条表皮经轮纹病菌侵染后ꎬMal d1 蛋白( spot
18)呈明显下调表达ꎬ推测该蛋白也与苹果枝条表
皮应答轮纹病菌侵染的防御反应相关ꎬ通过下调表
达ꎬ降低病原菌对寄主的伤害程度ꎮ
    β ̄1ꎬ3 ̄葡聚糖酶是重要的抗病相关蛋白[25]ꎬ属
PR ̄2家族ꎬ在植物寄主应答病原菌侵染过程中ꎬ植
物寄主通过分泌 β ̄1ꎬ3 ̄葡聚糖酶ꎬ以水解病原真菌
细胞壁ꎬ最终抑制病原菌侵染[25]ꎮ 本研究鉴定得
到的 β ̄1ꎬ3 ̄葡聚糖酶(spot 19)ꎬ应答轮纹病菌侵染
呈明显上调表达ꎬ表明该蛋白参与了苹果枝条表皮
细胞的抗病反应ꎮ
    此外ꎬ病程相关蛋白( spot 22)属 PR ̄1 家族ꎬ
也是植物应答病原菌侵染的关键抗病蛋白[7]ꎬ在
本研究中呈现明显的上调表达ꎬ推测其在苹果枝条
表皮细胞应答轮纹病菌胁迫反应中也发挥了重要
的作用ꎮ
3.4  可能与轮纹病菌胁迫应答相关的其他蛋白
    在已鉴定的差异表达蛋白中ꎬ蛋白质合成代谢
相关及未知功能蛋白均为 2 个(图 3)ꎬ其中ꎬ轮纹
病菌侵染后ꎬ蛋白质合成代谢相关蛋白( spot 1 和
15)均呈现明显下调表达ꎬ而其他 2 个未知功能蛋
白(spot 11 和 12)也发生了明显的差异表达ꎬ推测
这些蛋白也参与了苹果枝条表皮细胞应答轮纹病
菌侵染的防御机制ꎮ 关于这些蛋白的具体功能分
析有待于进一步深入研究ꎮ
    综上所述ꎬ苹果枝条表皮细胞应答轮纹病菌胁
迫过程中ꎬ可以通过启动多个途径来实现对病原菌
胁迫的防御ꎬ包括光合作用、糖类及能量代谢、防御
反应等相关蛋白的差异表达ꎮ 推测其中的防御反
应相关的 PR 类蛋白(APX、β ̄1ꎬ3 ̄葡聚糖酶、Mal
d1、PR ̄1)是苹果枝条表皮细胞应答轮纹病菌胁迫
的关键蛋白ꎬ与苹果抗病性相关ꎮ 本研究从蛋白质
水平上初步认识了苹果枝条表皮应答轮纹病菌胁
迫的抗性相关蛋白表达情况ꎬ为进一步开展苹果轮
纹病抗性新种质的遗传改良提供参考ꎮ
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