黄瓜抗蚜虫相关蛋白鉴定及功能分析

发布时间：2020-09-25 16:10

　　 黄瓜是我国重要的蔬菜之一,其产量及栽培面积均位居全球第一。瓜蚜是危害黄瓜生长的主要害虫之一,其通过吸食黄瓜生长所必须的营养物质和传播病毒病等方式,严重影响黄瓜生长、产量、品质和效益。目前黄瓜生产上对瓜蚜的防治仍以化学农药防控为主,但是化学农药的使用不可避免的带来了包括害虫抗药性增强,环境污染加剧,蚜虫天敌与授粉益虫受害等问题。挖掘黄瓜抗蚜虫基因/蛋白,改良并提高黄瓜抗蚜性,是防控黄瓜蚜虫最有效的途径。本研究运用 iTRAQ(Isobaric Tags for Relative and Absolute Quantitation,iTRAQ)技术,以抗蚜黄瓜品系'EP6392'为材料,进行接蚜虫(接5头无翅成蚜)和不接蚜虫处理,接虫6天后取样分离鉴定黄瓜抗蚜虫蛋白质;通过外源茉莉酸处理,研究用80头无翅成蚜接虫处理6天后与对照之间抗蚜性的差异及相关蛋白质基因的表达。主要研究结果如下:共得到54个差异蛋白,其中19个为上调蛋白,35个为下调蛋白。选取其中9个可能与黄瓜抗蚜性相关的蛋白进行实时荧光定量聚合酶链式反应(Quantitative Real-Time Polymerase Chain Reaction,qRT-PCR)基因表达检测,发现基因表达趋势与蛋白基本相同。通过GO(Gene Ontology)分析,发现差异蛋白主要集中在生物过程中的代谢过程、细胞过程、和单生物体等;所处细胞位置中的细胞、细胞器和高分子配合物等;分子功能中的结合、催化反应和结构分子活动等。通过KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)分析发现在黄瓜在受到蚜虫的胁迫后,差异蛋白主要的代谢通路为核糖体代谢、淀粉与蔗糖代谢途径、类黄酮生物合成、谷胱甘肽代谢、苯丙烷生物合成、α-亚麻酸代谢、和碳代谢途径等。通过STRING分析,发现一些差异蛋白之间存在着某些联系,如基因共表达等。外源茉莉酸处理后瓜蚜繁殖量显著少于未用茉莉酸处理,其中外源茉莉酸处理浓度在1mmol/L时蚜虫数最少,说明茉莉酸增强了黄瓜的抗蚜性;编码与茉莉酸合成相关的差异上调蛋白12-oxophytodienoate reductase 11的基因Csa2G395815也在不同接虫量处理和不同外源茉莉酸浓度处理后上调表达。此外,与乙烯的合成相关的 1-aminocyclopropane-l-carboxylate oxidase homolog 6-like(1-氨基环丙烷-1-竣酸氧化酶同源物6)、peroxidase2(过氧化物酶2)、anthocyanidin3-o-glucosyltransferase 2-like(花青素糖基转移酶)、scopoletin glucosyltransferase-like(东莨菪糖基转移酶)、pathogenesis-related family protein(病因相关家族蛋白)和 pectinesterase-like(果胶酯酶),一共6个在蛋白质和基因表达中均上调表达;与黄酮类化合物相关的2个蛋白Chalcone-flavonone isomerase family protein(查尔酮-黄酮异构酶)和 Flavanone-3-Hydroxylase(黄烷酮-3-羟化酶)在蛋白质和基因表达中均下调表达。
【学位单位】：扬州大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：S436.421.21
【部分图文】：

扬州大学硕士学位论文肽的氨基基团，进行串联质谱分析，可同时比较４种或８种不同样品中蛋白质的相对或绝对含量。ｉＴＲＡＱ试剂由三部分组成：报告基团（４标实验相对分子质量分别为１１５、１１６和１１７邋Ｄａ；邋８标实验相对分子质量分别为１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９１邋Ｄａ）；质量平衡基团（４标实验相对分子质量分别为３１、３０、２９和２８邋Ｄａ；邋８标实验分子质量分别为３２、３１、３０、２９、２８、２７、２６和２４Ｄａ）和肽反应标记试剂基团，形或８种相对分子质量均为１４５的等量异位标签。ｉＴＲＡＱ试剂标记酶解后的肽段，可基酸Ｎ端及赖氨酸侧链连接的胺标记同重元素。在质谱图中，任何一种ｉＴＲＡＱ试剂的不同样本中的同一蛋白质表现为相同的质荷比。在串联质谱中，报告基团、质量平团和多肽反应基团之间的键断裂，质量平衡基团丢失，带不同同位素标签的同一多肽质量为邋１１４，１１５，１１６邋和邋１１７邋Ｄａ邋（八标为邋１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９邋和邋１）的报告离子，根据报告离子的丰度可获得样品间相同肽段的定量信息，再经过软件得到蛋白质的定量信息。逡逑

Ｆｉｇｕｒｅ邋３．邋Ｔｈｅ邋ａｐｐｅａｒａｎｃｅ邋ｃｏｎｔｒａｓｔ邋ｏｆ‘ＥＰ６３９２’邋ａｎｄ邋４邋ＪＹ３０’邋ｕｎｄｅｒ邋８０邋ａｐｈｉｄ邋ｉｎｆｅｃｔｉｏｎ邋ａｆｔｅｒ邋５邋ｗｅｅｋｓ逡逑处理６天后，与不接虫的对照相比，接５头蚜虫的‘ＥＰ６３９２’，其叶片发生了萎蔫、逡逑皱缩。如图４所示：逡逑

图７．接０头（Ｃｏｎｔｒｏｌ）、５头（乃）、１０头（Ｔ２）、２０头（Ｔ３）、４０头（Ｔ４）蚜虫处理６天后植株受害逡逑症状逡逑

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