水稻是重要的糧食作物之一,隨著人口的增長,人類對大米的需求不斷增加。為確保糧食安全,提高水稻生產成為人類的首要任務之一。但是,水稻籽粒的產量往往受到葉片衰老的嚴重影響。例如,梁優培9號(LYP9)超級雜交稻具有較高的抗病性優勢,但對衰老較敏感,常導致水稻產量下降。因此,了解水稻葉片的衰老機制將有助于延長水稻的生命周期。
植物葉片衰老包括各種生理過程,包括葉綠素和蛋白質降解,光合作用終止,分解代謝物和營養物質的轉運以及對細胞凋亡的響應。近年來,一些與衰老相關的基因(SAGs)已經被確定。隨著測序技術的發展,有研究揭示葉片衰老期間的全局基因表達模式。然而,迄今為止,關于水稻葉片衰老期間翻譯水平相關變化的研究很少。
本研究為了更好地了解LYP9水稻葉片衰老的復雜機制,鑒定與葉片衰老相關的蛋白質,建立蛋白質表達變化與葉片衰老之間的聯系,采用了iTRAQ定量蛋白質組學方法研究了LYP9水稻灌漿期葉片中蛋白質的表達譜。
LYP9水稻灌漿期的早,中,晚期葉片(分別命名為LYP9-E,LYP9-M和LYP9-L),每隔15天收集一次,每個樣品中含有24個葉片(取12株水稻植株上的兩個葉片),液氮處理后儲存在-80℃備用。
本研究基于iTRAQ定量蛋白質組學方法比較分析了響應水稻葉片衰老相關蛋白質的表達譜。共鑒定出5067個蛋白質。與LYP9水稻灌漿早期葉片中的蛋白質相比,灌漿中期葉片中240個蛋白質表達上調,188個蛋白質表達下調;灌漿晚期葉片中387蛋白質表達上調,202個蛋白質表達下調。此外,本研究還鑒定出在早、中、晚期葉片均上調表達的39個蛋白質,均下調表達的18個蛋白質。其中葉綠體伴侶蛋白10,香葉基焦磷酸還原酶,鎂螯合酶亞基ChLD,膽色素原脫氨酶,原葉綠素酸酯還原酶B和硫氧還蛋白樣蛋白CITRX可能參與葉片的衰老過程。本研究為理解LYP9水稻的衰老機制提供了重要的信息,為今后進一步研究奠定了基礎。
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