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茉莉酸(jasmonic acid,JA)及其甲酯衍生物(methyl jasmonate,MeJA)和异亮氨酸共轭物(jasmonoyl-isoleucine)统称为茉莉酸类化合物(jasmonates,JAs),是植物体内起整体性调控作用的植物生长调节物质,广泛分布在植物组织中。
本研究选取生长4~6周、未抽臺的拟南芥幼苗进行MeJA混合羊毛脂处理。为从系统效应的角度分析植物对外源MeJA诱导的响应,处理时将拟南芥分为两组,直接处理组和间接处理组。直接处理组是在植株上选取2片对生莲座叶粘贴含有200μmol/L MeJA的羊毛脂,另一植株上粘贴纯羊毛脂的2片对生莲座叶作为对照,以消除羊毛脂对拟南芥的影响,以上直接处理相邻的2片对生莲座叶作为间接处理组样品。分别在处理0、12、24、36和48 h后采样。利用蛋白质双向电泳技术检测并分析上述处理的蛋白样品从而得到差异表达的蛋白,并利用MALDI-TOF-MS/MS技术鉴定差异蛋白。主要结果如下:
1.鉴定得到了102个差异表达的蛋白点,代表了85种蛋白。将全部鉴定的蛋白分为13个主要的功能类群,包括脂肪酸代谢、细胞结构、物质运输、激素代谢、蛋白质代谢、蛋白质修饰、蛋白质翻译、氨基酸代谢、光合作用、糖类代谢、防御反应的相关蛋白,以及功能未知的蛋白。
2.对拟南芥莲座叶响应外源茉莉酸的差异表达蛋白质进行分析,发现参与防御反应的蛋白最多(占37%)。另外参与糖类代谢和光合作用的蛋白分别占21%和12%。其他9个功能类群的蛋白占全部鉴定蛋白的32%。
3.在鉴定的所有蛋白中有16种蛋白质具有两个或两个以上的同工型( isoform),占全部鉴定蛋白质的18.8%。这些蛋白主要参与光合作用,蛋白质修饰,糖类代谢,防御反应,氨基酸代谢以及激素代谢。蛋白质同工型在拟南芥莲座叶响应外源茉莉酸过程中表现出的多样性的丰度变化模式对于茉莉酸的生理功能具有重要意义。
4.外源茉莉酸对于拟南芥莲座叶大多数的生理代谢反应的影响在直接和间接处理组中表现出不同。间接处理组响应外源茉莉酸的变化时间比直接处理组的响应时间有所推迟。