白叶1号白化过程中叶绿体蛋白质组差异分析

doi:10.13305/j.cnki.jts.2019.03.010

茶叶科学 ›› 2019, Vol. 39 ›› Issue (3): 325-334.doi: 10.13305/j.cnki.jts.2019.03.010

白叶1号白化过程中叶绿体蛋白质组差异分析

李勤^1,2,3，程晓梅¹，李永迪¹，杨培迪⁴，黄建安^1,3*，刘仲华^1,2,3*

1. 湖南农业大学/茶学教育部重点实验室，湖南长沙 410128；2. 国家植物功能成分利用工程技术研究中心，湖南长沙 410128；3. 湖南省植物功能成分利用协同创新中心，湖南长沙 410128；4. 湖南省农业科学院茶叶研究所，湖南长沙 410128

收稿日期:2018-11-05 修回日期:2019-01-01 出版日期:2019-06-15 发布日期:2019-06-15
作者简介:李勤，男，讲师，主要从事茶叶生物化学和种质资源创新方面的研究，E-mail: liqinvip@126.com。*通信作者
基金资助:
国家自然科学基金（31200522）、湖南省教育厅科研项目（15B116）、湖南省财政厅科技专项（湘财教指[2016]175号）、湖南农业大学校青年基金项目（15QN28）

Analysis of the Chloroplast Proteome Difference of ‘Baiye 1’ [Camellia sinensis (L.) O Kuntze] during Periodic Albinism

LI Qin^1,2,3, CHENG Xiaomei¹, LI Yongdi¹, YANG Peidi⁴, HUANG Jian'an^1,3*, LIU Zhonghua^1,2,3*

1. Tea Key Lab of the Ministry of National Teaching of Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China; 2. National Research Center of Engineering Technology for Utilization of Botanical Functional Ingredients, Changsha 410128, China; 3. Hunan Co-Innovation Center for Utilization of Botanical Functional Ingredients, Changsha 410128, China; 4. Tea Research Institute, Hunan Academy of Agriculture Sciences, Changsha 410128, China

Received:2018-11-05 Revised:2019-01-01 Online:2019-06-15 Published:2019-06-15

摘要/Abstract

摘要： 白叶1号是一种温度敏感型白化茶树品种，叶绿体的变化是其产生阶段性白化现象的关键因素。本研究以白叶1号鲜叶叶绿体为研究对象，采用双向电泳、质谱鉴定结合生物信息学分析，研究阶段性白化过程中叶绿体蛋白的表达差异，探讨白叶1号阶段性白化现象的分子机制。结果表明，在白叶1号白化前期、白化期和复绿期叶绿体中分别识别726、748、718个蛋白质，其中差异表达的蛋白59个，质谱成功鉴定22个差异表达蛋白。生物信息学分析表明，差异表达蛋白直接或间接参与了光合作用、应激响应、核酸代谢、物质代谢和未知功能等，其中与光合作用相关的差异表达蛋白最多，占31.82%，表明阶段性白化现象可能与这些生理功能相关。通过荧光定量PCR分析发现，差异蛋白的基因表达与蛋白表达存在一定差异，这可能是由于蛋白质翻译后加工及修饰造成的。上述研究为进一步揭示白叶1号阶段性白化现象产生的分子机制奠定了理论基础。

关键词: 白叶1号, 阶段性白化, 叶绿体蛋白质组, 双向电泳

Abstract: ‘Baiye 1’ is a kind of temperature sensitive tea cultivar. The change of chloroplast is the key factor for the periodic albinism of ‘Baiye 1’. To understand the mechanism of periodic albinism of ‘Baiye 1’, two dimensional electrophoresis (2-DE) and mass spectrometry was adopted to separate and identify the chloroplast proteins, which were significantly changed during the three developmental periods. The results show that 726, 748 and 718 protein spots were separated at the pre-albinistic, albinistic and regreen stages, respectively. The expression levels of 59 protein spots varied markedly during the three development stages. A total of 22 protein spots were successfully identified by MS, which were involved in photosynthesis, stress response, metabolism of nucleic acid, substance metabolism and unknown function. Photosynthetic proteins were the most affected proteins, which account for 31.82% in the significantly changed proteins. These results indicate that these physiological processes might play crucial roles in the periodic albinism. The gene expression profiles of the differentially expressed proteins were also verified by real-time PCR analysis. The results show that the expressions of genes and proteins were not consistent, which might be related to the protein processing and post-modification. These results provide a theoretical basis for understanding the molecular mechanism of periodic albinism in ‘Baiye 1’.

Key words: Baiye 1, periodic albinism, chloroplast proteome, 2-DE

中图分类号:

S571.1

李勤, 程晓梅, 李永迪, 杨培迪, 黄建安, 刘仲华. 白叶1号白化过程中叶绿体蛋白质组差异分析[J]. 茶叶科学, 2019, 39(3): 325-334. doi: 10.13305/j.cnki.jts.2019.03.010.

LI Qin, CHENG Xiaomei, LI Yongdi, YANG Peid, HUANG Jian'an, LIU Zhonghua. Analysis of the Chloroplast Proteome Difference of ‘Baiye 1’ [Camellia sinensis (L.) O Kuntze] during Periodic Albinism[J]. Journal of Tea Science, 2019, 39(3): 325-334. doi: 10.13305/j.cnki.jts.2019.03.010.

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