森林是陆地生态系统的主体,并且是人类最主要的可持续利用资源。为有效地经营现有的森林中的林木资源,需要对林木光合作用等机理进行更进一步的了解。林木作为木本植物,其光合作用的场所是叶绿体,其主要功能都是由其内在的蛋白质完成。因此,开展林木叶绿体蛋白质组学研究是研究林木光合作用的基础,蛋白质组学为该项研究提供了有效的手段。本实验以小黑杨花粉植株的幼嫩叶片为材料,采用Percoll差速离心的方法对叶绿体进行提取,采用经典的TCA-丙酮沉淀法对其叶绿体蛋白进行提取,然后采用shotgun技术和质谱联用技术对其叶绿体蛋白质组进行鉴定,最终鉴定出113个叶绿体蛋白。其中,有35个蛋白质已命名,其余78个蛋白质未知。未知蛋白质经http://www.expasy.org和http://www.arabidopsis.org/Blast/index.isp.两个网站进行比对和查找,找出该蛋白质在其他数据库中所对应的相应蛋白质。利用预测工具ChloroP确定有28个(25%)蛋白质是由叶绿体直接编码,其余85个(75%)蛋白质均为核基因编码,并对核基因编码定位在叶绿体中蛋白的转运肽cTP进行预测。在85个核基因编码的蛋白质中,有75个蛋白是能够预测出含有转运肽,而剩余的10个由核基因编码的叶绿体蛋白,利用预测工具ChloroP并不能预测出其含有转运肽。对鉴定出的蛋白质采用预测工具TargetP及其它方法对已经鉴定出的叶绿体蛋白质进行细胞器亚细胞定位,并将这些蛋白质定位在叶绿体的6个亚细胞组分,但是仍然有14个蛋白质最终并不能预测其定位在叶绿体的确定部位。并且,参照PPDB的分类方法,依据其功能及参与的代谢途径将鉴定的叶绿体蛋白分成了包括光合作用、糖酵解、植物激素、维生素、氨基酸、嘌呤和嘧啶等的代谢、信号转导及蛋白质的合成装配等23个部分。本实验以小黑杨花粉植株的叶片为材料,对其叶绿体蛋白质组进行鉴定,目前国内外尚数首例。本项研究成果将进一步推动杨树蛋白质组学的研究,同时为杨树单倍体育种的研究增添新的内涵。