基于iTRAQ技术的罗伯茨绿僵菌分生孢子和菌丝比较蛋白质组研究

发布时间：2018-02-13 17:36

本文关键词： 绿僵菌分生孢子 iTRAQ 蛋白质组　出处：《安徽农业大学》2016年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：作为一种丝状真菌,绿僵菌主要包括有典型的两种不同生活史时期——分生孢子和菌丝体。分生孢子作为绿僵菌的无性繁殖单位,在其繁殖和侵染虫体的过程中都发挥重要的角色;菌丝是绿僵菌营养生长阶段的营养摄取单位。目前,针对绿僵菌的高通量定量蛋白质组学研究未见报道。因此,为了进一步提高绿僵菌生物防治的应用效果,探索绿僵菌分生孢子中重要且关键的代谢及调控通路,本研究采用i TRAQ技术对罗伯茨绿僵菌的分生孢子(10d)和菌丝(1d,作为对照)进行了高通量定量比较蛋白质组研究。主要研究结果如下:1.蛋白质鉴定和定量分析结果显示:共计检测鉴定到2129种蛋白质,约占绿僵菌总蛋白数的20%左右(2129/10581)。在相对定量时,以菌丝蛋白样本为对照,分析了分生孢子内的差异表达蛋白质(当蛋白的丰度比即差异倍数达到1.5倍以上,且经统计检验其p-value值小于0.05时,视该蛋白为不同样品间的差异表达蛋白),得到239种差异表达蛋白,其中184种蛋白在孢子内表达上调,55种蛋白表达下调(均是与菌丝相比较)。这些差异表达的蛋白质种类主要包括关键代谢途径中的酶类和一般(氧化)应激反应蛋白质,例如过敏原Alt a 7蛋白(minor allergen Alt a 7,EFZ03492)、热激蛋白70(heat shock protein 70-like protein,EFZ01368)和类枯草杆菌蛋白酶PR1H(subtilisin-like protease PR1H,EFY94277),以及参与生物合成和能量代谢的主要蛋白质。2.针对本研究鉴定到的所有蛋白质进行COG(cluster of orthologous group)注释分类分析,结果显示:所有鉴定到的蛋白质主要集中于7个功能类别,涉及能量产生和转换(energy production and conversion),氨基酸运输和代谢(amino acid transport and metabolism),碳水化合物的运输和代谢(carbohydrate transport and metabolism)等;这些结果表明分生孢子和菌丝内的蛋白质主要参与快速生长和基础生物合成代谢这两种生物学过程。3.针对显著差异表达的239种蛋白,进行了GO(Gene Ontology)富集分析,结果显示,这些蛋白所涉及的主要生物学功能(molecular functional)表现为催化活性、结合活性、电子载体活性、结构分子活性和酶活性调节。根据生物学过程(biological process)分类,差异蛋白的种类主要分布于代谢过程、细胞过程、单生物过程、生物调节和应激反应中。此外,根据细胞成分(cellular components)分类,239种蛋白质存在于如细胞、细胞器、大分子复合物和细胞膜等各种细胞成分中。总的来说,这些结果表明了基因表达的调控和代谢通路在分生孢子和菌丝之间呈现显著的动态变化,显示了绿僵菌分生孢子和菌丝体之间多个生物过程的生理、生化和形态差异。4.针对显著差异表达的239种蛋白,进一步进行了KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)富集分析,结果显示约60%(4/7)显著富集的通路参与相关的降解过程,包括苯乙烯降解(ko00643),苯乙烷降解(ko00642),香叶醇降解(ko00281),缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸降解(ko00280)。另外三个显著富集通路是不同环境中微生物的新陈代谢通路(ko01120)、氰基氨基酸代谢(ko00460)和泛素介导的蛋白质水解(ko04120)。特别值得注意的,苯乙烯降解、苯乙烷降解、香叶醇降解三种代谢通路主要涉及次生代谢,而这些次生代谢产物参与抑制分生孢子萌发,即分生孢子中富含一些蛋白能够消除分生孢子萌发的抑制现象;与此同时,由以上四种降解代谢途径结合氰基氨基酸代谢可能会提供更多的碳源和氮源,为孢子萌发提供基础代谢支持。此外,与抗逆境胁迫相关的蛋白显著富集于泛素介导的蛋白质水解通路,这个结果表明,在特定条件下,分生孢子主要通过清除受损蛋白来抵抗逆境压迫,而不是复性受损蛋白。综上所述,本研究结果深入地阐释了分生孢子和菌丝体的生物学过程差异以及丝状真菌不同阶段的表型差异的蛋白质表达因素,加深了我们对于罗伯茨绿僵菌分生孢子和菌丝蛋白质组的理解,同时也为提高绿僵菌作为生物防治制剂防治效果的深入研究提供了基础。
[Abstract]:In order to further improve the application of biological control of Metarhizium anisopliae , there were 239 kinds of differential expression proteins . According to biological process , 239 kinds of proteins were mainly distributed in metabolic process , cell process , single biological process , biological regulation and stress response . In conclusion , it is possible to provide more carbon and nitrogen sources to inhibit the germination of conidium . In the meantime , it is possible to provide more carbon sources and nitrogen sources for spore germination .

【学位授予单位】：安徽农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S476.12

【参考文献】