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Global warming increases seawater temperature, causing high temperature stress to marine organisms, including algae. This study aimed to explore the global proteomic response of Sargassum fusiforme under high temperature stress. Sargassum fusiforme seedlings were cultured in natural seawater for 24 hr and subjected to different temperatures (22°C, control group; 27°C and 32°C, high temperature stress group) for 1, 3, 5 and 7 days. Changes in their membrane lipid peroxidation after high temperature stress were investigated. Proteomic changes in the air bladders of S. fusiforme were analysed using isobaric tags for relative and absolute quantification, along with liquid chromatography–tandem mass spectrometry. Data were analysed using bioinformatics methods. Results showed that high temperature stress destroyed the cell membrane of the air bladders. Further, 28 and 53 differentially expressed proteins (DEPs) were found in the 27°C and 32°C treatment groups respectively. These DEPs were mainly involved in glycolysis, single‐organism catabolism, purine nucleoside diphosphate metabolism and carbohydrate catabolism. In addition, DEPs were significantly enriched in 10 pathways, such as glycolytic process, biosynthesis of antibiotics, ribosome, biosynthesis of secondary metabolites and biosynthesis of amino acids. Proteomics analyses indicated that proteins associated with synthesis, folding, degradation, photosynthesis and energy and carbohydrate metabolism are differentially expressed under high temperature stress and normal conditions. 相似文献
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【目的】 比较气孔关闭与不同气孔密度开张之间叶片分化表达蛋白质及其积累变化,揭示果胶代谢如何调控气孔开张和关闭,为深入理解气孔的环境适应功能提供依据。【方法】 构建体内过量和抑制StEPF-2（EPIDERMAL PATTERNING FACTOR 2 from Solanum tuberosum）表达载体,以茎段为外植体,转化马铃薯克新1号植株,获得不同气孔密度的转化株系,以黑暗条件下气孔关闭为对照,采用RNA-seq和iTRAQ分别检测不同处理和对照叶片的基因和蛋白质表达谱,比较不同气孔密度分化表达的蛋白质,并通过StEPF-2标记的pulldown和LC-MS/MS结果确认,明确不同气孔密度特异诱导表达的胞壁果胶代谢参与的蛋白质。【结果】 叶片成熟过程中,随着气孔的关闭和开张,至少有14个蛋白质家族参与了保卫细胞壁果胶的代谢;黑暗条件下,气孔关闭时有5个蛋白质家族特异表达,分别是阻止HGs水解的多聚半乳糖醛酸酶抑制子（polygalacturonase inhibitor,PGI）、RG侧链合成的UDP-鼠李糖合成酶（rhamnose synthase,RHM）、半乳聚糖β-1,4半乳糖基转移酶（galactan β-1,4-galactosyltransferase,GALS）、UDP-D-葡萄糖醛-4-异构酶（UDP-D-glucuronate 4-epimerase,GAE）和聚半乳糖4-α-半乳糖转移酶（polygalacturonate 4-α-galacturonosyltransferase,GAUT）;光照条件下,在不同气孔密度的叶片中检出4个蛋白质家族特异表达,它们分别是降解果胶C6甲酯的果胶甲基酯酶（pectinmethylesterase,PME）、内切和末端水解果胶的多聚半乳糖醛酸酶（polygalacturonase,PG）、α-半乳糖苷酶（α-galactosidase,AGAL）和类果胶裂解酶（pectate lyase-like,PLL）。另有5个蛋白质家族同时参与了气孔的开张和关闭,它们分别是阿拉伯半乳聚糖-蛋白质（aabinogalactan-protein,AGP）、果胶乙酰酯酶（pectinacetylesterase,PAE）、β-半乳糖苷酶（β-galactosidase,BGAL）、类枯草杆菌蛋白酶（subtilase-like,SBT）和果胶甲基酯酶抑制子（pectinesterase inhibitor,PMEI）。【结论】 光照条件下,PME催化果胶去甲酯,其后PG和PLL及AGAL分别内切和末端水解果胶,丧失结构的果胶在膨压下开裂,打开气孔;黑暗条件下,PGIP抑制果胶水解,RHM增强果胶侧链合成,结构完整的果胶自行膨胀,保持气孔关闭。 相似文献
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旨在筛选哈蟆油和蟾蜍油中特异性的蛋白质,发现这些差异蛋白与生长环境、冬眠及发育的关系。采用iTRAQ结合质谱技术建立哈蟆油和蟾蜍油蛋白质组数据库,通过比较两个蛋白质组数据库,对筛选的差异蛋白进行Gene ontology功能注释和生物信息学分析。结果表明,差异表达蛋白的总数为68个,其中上调蛋白61个,下调蛋白7个。哈蟆油中含量较高的7个差异蛋白主要分为五大类,黏蛋白类(PREDICTED: mucin-5AC-like,PREDICTED: similar to mucin,mCG142254, partial)、胶原蛋白(collagen alpha-1(III) chain)、α激酶锚定蛋白13样(PREDICTED: a-kinase anchor protein 13-like)、免疫球蛋白Fc段连接蛋白样(PREDICTED: IgGFc-binding protein-like)、膜联蛋白(annexin A1),以上蛋白主要参与免疫调节、生长发育等过程;同时发现哈蟆油中抗冻成分主要为黏蛋白类,而蟾蜍油中主要为凝集素。哈蟆油中含量较高的7个差异蛋白质可作为哈蟆油区别于蟾蜍油的重要成分,同时哈蟆油的特异性膨胀度可能与含量较高的黏蛋白类密切相关。 相似文献
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为了探索红紫芽茶树中花青素代谢及其调控机制,应用同位素标记相对和绝对定量(iTRAQ)技术比较分析‘紫鹃’茶树同一时期不同发育程度的紫叶与绿叶的差异表达蛋白。结果表明,‘紫鹃’茶树绿叶和紫叶差异表达蛋白共鉴定出798个,其中在紫叶中上调蛋白有533个,下调蛋白有265个。这些蛋白主要参与了以下生理过程:光合作用(占14.7%)、糖代谢(5.1%)、转录调控(18.5%)、蛋白质合成(11.4%)、细胞结构蛋白(6.9%)、信号转导(6.9%)、氨基酸代谢(3.8%)、花青素代谢(3.6%)、抗氧化胁迫(3.5%)、脂代谢(3.5%)和呼吸作用(0.4%)等。‘紫鹃’茶树紫叶中可溶性总糖含量的降低可能与花青苷大量积累有关。 相似文献
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蛋白质组学分析揭示玉米籽粒发育过程中胁迫相关蛋白的表达特性 总被引：1，自引：1，他引：0
【目的】从蛋白质组学的层面探讨玉米籽粒发育过程中胁迫相关蛋白的表达特性,分析其功能,揭示籽粒自身防御系统的分子调控机理。【方法】大田条件下,以玉米品种登海661(DH661)为供试材料,67 500株/hm~2密度下种植,开花期人工饱和授粉后第3、5、10、15、20、30、40和50天(DAP)取果穗中部籽粒。TCA-丙酮沉淀法提取籽粒总蛋白,用同位素标记相对定量(i TRAQ)技术进行蛋白质组学分析。通过匹配Uniprot玉米蛋白数据库鉴定籽粒总蛋白,并且用基因本论(GO)注释按照生物过程、分子功能及细胞组件进行功能分类。分析鉴定籽粒发育过程中显著差异表达的胁迫相关蛋白,并且将其分层聚类以展示其在籽粒发育过程中的表达模式。【结果】通过匹配玉米蛋白数据库,籽粒中总计鉴定到4 751个蛋白,这些蛋白涉及多种生物过程与分子功能,其中代谢过程与分子过程是最主要的两个生物过程,而催化活性与绑定功能是最主要的两个分子功能类别,表明这些生物过程与分子功能对籽粒发育具有重要作用。定量分析检测到123个胁迫相关蛋白在玉米籽粒发育过程中显著差异表达,主要参与籽粒蛋白修饰(33个)、活性氧(ROS)体内平衡(31个)、贮藏物质保护(17个)、病虫害响应(8个)及其他胁迫响应过程(34个)。蛋白修饰相关蛋白主要包含一系列的热激蛋白、肽基脯氨酰顺反异构酶及蛋白二硫键异构酶,并且这些蛋白在籽粒不同发育阶段均显著积累,这对稳定籽粒中的蛋白结构具有重要作用。ROS相关蛋白包含不同的抗氧化酶系,并且主要在籽粒发育前、后期显著积累,维护了ROS的体内平衡。贮藏物质保护相关蛋白主要包含多种蛋白酶抑制剂、油脂体蛋白及油脂体固醇蛋白,并且这些蛋白随着籽粒发育不断上调表达,保护了贮藏物质的合成与积累。病虫害响应相关蛋白同样在籽粒发育后期显著积累,增强了籽粒对生物胁迫的抗性。其他胁迫响应相关蛋白主要包括一系列的晚期胚胎丰富蛋白(LEA)、膜联蛋白、脂质转移蛋白、非特异性脂质转移蛋白及脂氧合酶,其中LEA在籽粒发育后期显著积累,膜联蛋白与脂氧合酶主要在发育前期显著表达,而脂质转移蛋白及非特异性脂质转移蛋白在籽粒不同发育阶段均有积累,表明这些蛋白在籽粒不同发育阶段发挥重要作用。【结论】胁迫相关蛋白在籽粒不同发育阶段显著积累,构建了一个协同、多样、稳定的防御调控机制,维护了籽粒正常的发育过程。 相似文献
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基于iTRAQ技术对棉花叶片响应化学打顶的差异蛋白质组学分析 总被引：2，自引：0，他引：2
【目的】比较化学打顶和人工打顶方式下棉花植株生理变化及蛋白质的差异表达,为化学打顶的作用机理提供理论依据。【方法】以黄河流域大面积推广的冀棉863为试验品种,于2015—2016年设置人工打顶、化学打顶和未打顶3种处理,于7月20日进行统一打顶处理,化学打顶剂为人工喷施,用量为1.125 L·hm~(-2)。打顶处理后定期测定各处理间棉花株高与主茎功能叶内源激素含量。株高测量为子叶节到主茎生长点的高度,使用直尺测量。使用酶联免疫法测定棉花功能叶的生长素(IAA)、赤霉素(GA_3)、脱落酸(ABA)和玉米素核苷(ZR)含量。采用iTRAQ技术对人工打顶和化学打顶处理的打顶后20 d的主茎功能叶进行差异蛋白质组学分析。【结果】与人工打顶的棉花相比,化学打顶处理株高显著高于人工打顶处理,两年试验中分别高11.8%和14.5%,但显著低于未打顶处理,两年试验中分别低6.0%和6.5%,喷施化学打顶剂有效抑制了棉花株高的增长。不同打顶处理对棉花功能叶GA_3含量影响较大,打顶后GA3含量变化为单峰曲线,处理30 d各处理之间达到显著差异,GA3含量为未打顶化学打顶人工打顶,30 d后化学打顶与未打顶处理呈下降趋势,人工打顶处理则在20 d时出现下降趋势,在处理后50 d时各处理GA_3含量无显著差异。2016年IAA含量峰值出现在处理后40 d,化学打顶处理峰值显著低于其他两个处理,2015年3种打顶处理间无显著差异。ABA含量在处理后40 d时达到最大值,未打顶处理峰值显著低于其他两个处理。3种打顶处理的ZR含量无显著差异。化学打顶与人工打顶处理相比,iTRAQ标记方法检测到69个差异表达蛋白,29个上调表达,40个下调表达,其中碳水化合物和能量代谢相关的蛋白多下调表达,降低了植株的长势;与GA调节正相关蛋白多上调表达,增强GA效应。【结论】化学打顶能有效控制棉花株高,对棉花功能叶的GA含量影响较大,化学打顶处理含量显著高于人工打顶处理,与人工打顶处理相比,化学打顶与植物生长发育相关蛋白多下调表达,可能是植株通过降低碳水化合物合成,减少能量代谢,增加GA含量,激活GA效应来实现株高的控制。 相似文献
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蛋白质组学是以蛋白质组为研究对象,从整体、动态和定量的角度去研究基因的功能,是后基因组计划的一个重要组成部分。与基因组学相比,蛋白质组学更能从细胞和生命的整体水平上阐明生命现象的本质和活动规律,因此受到了各国学者的高度重视。蛋白组学的发展离不开其相关实验技术的突飞猛进,这些技术不仅可以进行蛋白质的分离和鉴定,还可以进行目的蛋白的筛选和样品的分析,为生命科学领域相关研究提供了新的思路和解决办法。论文主要综述了包括双向电泳、免疫共沉淀、酵母双杂交、蛋白质芯片及同位素标记相对和绝对定量技术等蛋白质组学实验技术的原理及特点,并概述了这些技术在生命科学中的重要应用。 相似文献
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为比较五指山猪和长白猪生长后期肌肉生长发育的差异,以6、8月龄五指山猪和长白猪为试验对象,采用同位素标记相对和绝对定量技术(iTRAQ)对其背最长肌总蛋白进行鉴定,结合生物信息学技术筛选品种间和品种内差异蛋白,并对其进行KEGG通路富集分析。结果表明：4组样品中共鉴定到1713个蛋白;五指山猪和长白猪品种间比较,6、8月龄猪中分别有460、337个差异的蛋白;品种内2个生长阶段比较,五指山猪和长白猪中分别有421、275个差异蛋白;2种比较均为上调的差异蛋白数多于下调差异蛋白数;KEGG通路分析发现,在五指山猪和长白猪品种间,6、8月龄在2个品种间的差异蛋白富集到差异显著(P<0.05)的条目分别为34、33个,在品种内,五指山猪和长白猪在2个生长阶段间的差异蛋白富集到差异显著(P<0.05)的条目分别为24、14个;在品种内发现了调控骨骼肌分化过程中发挥着重要作用的PI3K/AKT信号通路和影响脂肪沉积的PPAR信号通路,在品种间除了这2种外,还发现有肌纤维类型发育相关的糖酵解/糖异生信号通路;品种内2个比较组在PPAR和PI3K/AKT信号通路分别有10、9个共同表达的基因,品种间2个比较组在糖酵解/糖异生、PI3K/AKT和PPAR信号通路分别有10、13、9个共同表达的基因,对这些信号通路中共同表达的基因进行分析后筛选到一些与肌肉生长发育和脂肪代谢相关的关键基因。 相似文献
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[目的]优化水牛卵泡液蛋白质差异表达样品制备程序,为相对和绝对定量同位素标签(iTRAQ)技术在蛋白质差异表达分析中的应用奠定基础.[方法]在蛋白质样品溶液酶解过程中,选择两种不同沉淀剂沉淀蛋白质,分别比较蛋白质酶解、iTRAQ标记反应和多肽色谱分离的效果;在纳升液相色谱(nano-LC)分离样品前用快速分离小柱进行处理,鉴定色谱分离效果,以确定蛋白质样品预处理的优化程序.[结果]相对于丙酮,使用含0.1％乙酸的丙酮—乙醇混合液(1∶1)作为沉淀剂可获得较好的蛋白质沉淀效果,蛋白沉淀为白色,蛋白质浓度为5.76μg/μL.相对于蛋白质溶液在还原烷基化后直接使用胰蛋白酶酶解,在酶解前沉淀蛋白质溶液可使蛋白样品的酶解效率更高,获得的肽段峰更丰富、峰值更高;可使多肽和iTRAQ试剂间产生有效的标记反应,母离子具有较高的碎裂效率,获得的二级碎片峰更丰富,iTRAQ试剂的特征报告离子116 m/z较117 m/z的谱图强,辨识度高;获得的多肽nano-LC分离色谱峰更丰富,峰值和分辨率更高.相对于直接进行LC分离,在nano-LC分离前用快速分离小柱对多肽溶液进行杂质处理,也可获得丰富的多肽nano-LC色谱峰,且峰值和分辨率较高.[结论]在iTRAQ试剂标记、蛋白质液相分离和差异分析前,使用适宜的沉淀剂处理蛋白质溶液,并以快速分离小柱除去多肽混合液小分子杂质,可使质谱获得更准确的鉴定结果. 相似文献