基于TMT质谱分析技术筛选水稻根尖响应汞胁迫差异表达蛋白

稻米是人群汞暴露的最主要途径之一,为了从蛋白质水平上揭示水稻(Oryza sativa L.)适应重金属汞胁迫的分子机制,本研究以拔节期金优431水稻品种为材料,对比分析对照组和50、150、300 mg·kg~(-1)氯化汞胁迫组,采用同位素相对标记与绝对定量TMT(Tandem Mass Tag)技术,结合定量蛋白质组平行反应监测(parallel reaction monitoring,PRM)技术,鉴定水稻根尖部位响应汞胁迫差异表达蛋白,对所获得差异蛋白进行生物信息学分析,从而筛选出汞胁迫响应显著的潜在靶标蛋白。同时,选择20个差异表达蛋白通过平行反应监测试验进行了蛋白验证。结果表明,在变化倍数≥1.3、P0.05条件下,共鉴定5253种定量蛋白,包含364种差异蛋白,其中258种表达上调,106种表达下调。基因本体分子功能提示,这些差异性蛋白主要参与催化活性、绑定转运活性和抗氧化活性。京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)通路显著性富集于代谢途径、次生代谢产物生物合成、苯丙烷类生物合成等,错误发现率(false discovery rate,FDR)0.05。成功鉴定并验证到的差异蛋白分别涉及抗氧化还原蛋白、金属螯合肽合成蛋白、金属硫蛋白相关蛋白等。差异表达蛋白中,与抗氧化、重金属胁迫防御响应和信号通路等相关的蛋白总体上调,而与代谢和能量产生与转运相关蛋白表达量总体下调。