同一物种两连发！蛋白定量助力植物衰老、色素代谢研究
烟草因其经济价值，在世界范围内被广泛种植。烟叶在高温烘烤的加工过程中会出现加速衰老、色素降解及颜色变化等现象，这与最终形成的烟叶品质密切相关，然而高温导致烟叶发生这一系列变化的分子机制尚不清楚。贵州省烟草科学研究院烟叶调制团队武圣江老师运用iTRAQ蛋白定量技术鉴定了相关途径的重要调节因子，阐明了烘烤过程烟叶加速衰老、色素代谢及颜色调控的蛋白分子机制。
图1 2020年3月和5月发表的两篇研究文章，分别对烟叶色素代谢（左）和衰老（右）进行蛋白质组学研究
样本选择：
1）色素代谢研究
Bi’nal烟草，采后三个时间段的烤烟烟叶组织（0h，48h，72h），每组3例生物学重复，3批次3-plex上机
2）衰老研究
Bi’nal烟草，采后不同处理烤烟烟叶组织（新鲜成熟叶、38℃和42℃处理）共三组，每组3例生物学重复，3批次3-plex上机
两篇文章共同研究思路：
结果展示：
1）以差异倍数>1.5且q-value<0.05筛选差异蛋白，色素代谢研究中找到923个显著差异蛋白，衰老研究中找到2,034个显著差异蛋白。
图2 色素代谢研究中，不同比较组鉴定出的差异蛋白数
2）对差异蛋白功能注释分析发现，31种参与类胡萝卜素和叶绿素代谢途径的显著差异蛋白，其中2个LOX蛋白和12个POD蛋白参与类胡萝卜素降解，11个蛋白参与叶绿素生物合成，1个蛋白参与叶绿素分解。类胡萝卜素和叶绿素代谢在色素代谢中起到关键作用。
图3 类胡萝卜素和叶绿素代谢途径（红色是上调蛋白，绿色是下调蛋白）
3）涉及糖和能量相关代谢途径的显著差异蛋白可能是高温下烟叶衰老过程的关键调节因子，并阐明了其在烤烟加工期间暴露于高温下的采后器官中的蛋白质调节网络。
图4 与烟叶衰老相关的蛋白质调控网络
科技君点评
1）iTRAQ试剂只有8个标签，该项目属于3*3的实验设计，样本数超过8个，需要分批次上机。10-plex IBT[1]/TMT标记试剂，可解决由于标签数目不足导致分批上机的问题，节省费用的同时可获得更稳定的实验结果。对于超过10例的项目还可采用DIA蛋白定量技术[2]进行研究，DIA蛋白定量技术凭借其质谱信息采集的全面性及稳定性，能有效提高蛋白质及肽段的检测覆盖度及重复性，是目前大规模样本蛋白质组检测的理想手段。关于DIA蛋白定量技术：DIA蛋白定量技术解读与数据挖掘>>Nature 子刊：测评全球实验室DIA蛋白定量技术>>2）mRNA与蛋白质的表达会存在不一致的情况，qRT-PCR只能反映转录本的表达情况，对于蛋白质组学研究，编辑多要求从蛋白层面进行验证。非模式物种往往缺少合适抗体，研究人员可以选择基于质谱的MRM或PRM方法进行蛋白质高通量验证。
针对以上两点，华大基因可提供不同蛋白定量产品，以及从发现到验证的一站式服务，iTRAQ/IBT/TMT + MRM/PRM、DIA + MRM/PRM，满足科研工作者各方面需求！
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