【摘 要】
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研究雌蕊发育进程对育种具有重要意义.蛋白质组学技术是强有力的系统生物学研究工具,目前草莓(Fragaria ananassa)雌蕊发育方面的蛋白质组学研究尚未见报道.为筛选适宜草莓雌
【机 构】
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杭州市农业科学研究院生物技术研究所,杭州310024
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研究雌蕊发育进程对育种具有重要意义.蛋白质组学技术是强有力的系统生物学研究工具,目前草莓(Fragaria ananassa)雌蕊发育方面的蛋白质组学研究尚未见报道.为筛选适宜草莓雌蕊大规模蛋白质组学分析的方法,本研究采用数据依赖性采集(data-dependent acquisition,DDA)和非数据依赖性采集(data-independent acquisition,DIA)技术对小蕾期、初绽期和盛开期3个发育时期的草莓雌蕊进行非标记定量蛋白质组研究.从蛋白鉴定量、肽段离子峰强变异系数(coefficient of variation,CV)和数据缺失率3个方面评估两种技术的优劣.结果表明,DIA数据的覆盖度、重现性和准确度均高于DDA.DDA共鉴定到3687个蛋白质,而DIA鉴定到5341个蛋白质;DDA的3个时期肽段离子峰强平均CV值分别为28.4％、33.3％和28.4％,而DIA仅为10.4％、10.9％和11.9％;DDA的3个时期组内数据缺失率分别为12.4％、13.0％、13.9％,而DIA为2.7％、2.2％、3.4％.对DIA筛选到的差异表达蛋白(differentially expressed proteins,DEPs)进行基因本体(Gene Ontology,GO)功能注释,小蕾期和初绽期的DEPs主要注释到有丝分裂、甲基化和次生代谢物合成等过程;而初绽期和盛开期的DEPs则注释到能量代谢、光合作用和初级代谢等过程;KEGG富集分析显示,过氧化物酶4(peroxidase 4,POD4)等多个过氧化物酶参与了木质素合成,其表达量随花的发育进程而上升.对甲基化相关蛋白进一步分析,挖掘到开花调控相关的精氨酸N-甲基转移酶5(protein arginine methyltransferase 5,PRMT5)、转座子沉默相关的DNA(胞嘧啶5)-甲基转移酶3(DNA(cytosine 5)-methyltransferase 3,CMT3)和香气物质合成相关的苔黑酚O-甲基转移酶(orcinol O-methyltransferase,OOMT)等多个具有重要生理功能的蛋白质.并且PRMT5、CMT3和POD4等重要蛋白质仅在DIA数据鉴定到,进一步证明了DIA相对DDA的优越性.本研究发现DIA为草莓雌蕊大规模蛋白质组学分析的较优方法,并初步探索了小蕾期、初绽期和盛开期3个发育时期的雌蕊蛋白表达水平变化,可为草莓雌蕊发育进程的机理研究提供基础资料.
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