转录组+蛋白组揭示铁皮石斛种子萌发机制

  当前，随着科研技术的不断发展。对于探讨同一生物学问题的方式也越来越多，但最终总逃不过几大经典的组学范围。今天小编就跟大家一起了解一篇转录组+蛋白组揭示铁皮石斛种子萌发机制的文章。

  研究方案  

  文章主要利用转录组+蛋白组联合分析的方式，对铁皮石斛种子在菌根真菌共生和萌发条件下分子水平发生的变化进行探究。通过比较共生与非共生条件下，不同发育时期铁皮石斛种子转录本和蛋白的变化，进而鉴定出调控兰科植物种子共生萌发的关键蛋白。

  研究结果

  1、差异蛋白（基因）在共生和非共生萌发条件下相邻发育时期的表达模式

  共检测到308个差异蛋白（基因）

  热图中A（差异蛋白），B（差异基因），红色：上调，绿色：下调，黑色：无显着差异，灰色：数据缺失；中间（KOG注释分类），主要集中在碳水化合物代谢，翻译及翻译后修饰三大类

  2、共生和非共生萌发条件下差异蛋白KEGG富集分析

  横坐标：富集因子，纵坐标：P-value，圆圈大小：蛋白个数

  结果表明共萌发过程中真菌的寄生能诱发的重要蛋白（脂质和碳水化合物代谢相关）的较早、较高表达，内质网中蛋白的加工，并且提高贮藏物质的利用率。

  3、相同发育时期共生和非共生萌发条件下差异蛋白聚类分析

  共生和非共生萌发条件下至少在同1时期检测到的差异蛋白共229个（基于表达模式所有差异蛋白聚类为9个集合）

  4、转录组和蛋白组联合分析

  同一处理相邻发育阶段（左：非共生，右；共生），同一发育时期不同处理间蛋白—转录本表达量相关性分析；纵坐标：转录本表达量，横坐标：蛋白表达量，蓝色：只有蛋白差异表达，绿色：只有转录本差异表达，红色：蛋白，转录本均差异表达

  非共生和共生萌发条件下至少在1个相邻发育时期，66个蛋白（转录本）均显着上调的

  同一发育时期非共生-共生萌发条件下，32个蛋白（转录本）均上调表达

  非共生-共生条件下均共表达的6个基因三个发育时期RT-PCR验证；定量结果与生信分析趋势一致

  主要结论  

  1、虽然缺少生物学重复，有可能造成结果的假阳性；但是通过转录组，蛋白组结果的综合、KEGG富集分析、挑选候选基因进行RT-PCR验证，从而降低假阳性率。  

  2、通过不同处理不同时间样品间差异蛋白富集分析，发现真菌刺激后通过调控内质网中的蛋白加工能够促进原球茎生长。表明共萌发过程中真菌的寄生能诱发的重要蛋白（脂质和碳水化合物代谢相关）的较早、较高表达，并且提高贮藏物质的利用率。  

  3、蛋白组、转录组分析结果进行相关性分析。并鉴定蛋白-转录本水平均上调表达的基因，并挑选其中6个进行定量验证。

  参考文献  

  iTRAQ and RNA-Seq analyses provide new insights into regulation mechanism of symbiotic germination of Dendrobium officinale seeds (Orchidaceae)[J].Journal of proteome research.IF=4.268