中國熱科院率先揭示乙烯刺激天然橡膠膠乳增産調控機制
- 發佈時間：2015-09-23 15:00:00 來源：中國農業資訊網 責任編輯：羅伯特
本網訊近日，中國熱帶農業科學院生物所王旭初博士及其研究團隊在巴西橡膠樹膠乳定量蛋白質組研究中獲得重要進展，首次揭示了蛋白翻譯後修飾在乙烯促進天然橡膠合成過程中的新調控機制，對深入理解天然橡膠生物合成的蛋白質調控機制和如何提高巴西橡膠樹膠乳産量提供了新的理論基礎。該成果于9月8日線上發表在Nature旗下期刊《科學報告》（Scientific Reports）上。
據了解，乙烯能夠極顯著促進膠乳生産，但相關基因並沒有受到明顯誘導，這一直是困擾天然橡膠生物合成調控機制研究的一個謎。通過定量蛋白質組DIGE和iTRAQ技術，該團隊首次繪製了巴西橡膠樹膠乳全蛋白2-D DIGE凝膠圖譜並通過高端生物質譜鑒定到143個乙烯應答蛋白，通過iTRAQ技術，獲得了1600個膠乳蛋白以及404個響應乙烯刺激蛋白，進而通過磷酸化蛋白質組技術，鑒定了59個磷酸化膠乳蛋白質。分析這些差異蛋白可能的生物學功能，並進行了後續部分功能驗證，發現乙烯刺激膠乳增産，主要在蛋白質翻譯後修飾水準。
研究結果發現，乙烯刺激膠乳增産的調控機制主要在於三個方面：首先，乙烯刺激能夠明顯促進膠乳中小橡膠粒子生成；其次，乙烯顯著抑制與橡膠粒子凝集過程調控的主要蛋白酶的表達，進而抑制膠乳凝集，延長流膠時間，促進膠乳流出，從而提高了膠乳産量；再次，乙烯調控膠乳增産主要在蛋白質水準，而不是分子調節水平，在此過程中，蛋白酶的翻譯後修飾特別是蛋白的磷酸化修飾起到關鍵作用。研究首次發現，在橡膠合成過程中發揮關鍵作用的REF和SRPP蛋白異構體主要是在絲氨酸殘基上發生磷酸化修飾。在此基礎上，該團隊首次構建了蛋白質在膠乳生物合成調控中的作用模式圖。
