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小金海棠蛋白质组分析:双向电泳技术优化研究
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更新于2024-09-04
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"小金海棠总蛋白双向电泳分析方法的比较研究" 本文主要探讨了针对苹果属植物小金海棠根系蛋白质提取及双向凝胶电泳分析的技术优化问题。小金海棠作为全球首个苹果铁高效基因型植物,其在缺铁条件下的蛋白质表达对于理解抗缺铁机制具有重要意义。然而,木本植物如小金海棠的组织中次生代谢物质丰富,这些物质会干扰等电聚焦电泳,导致双向电泳结果不一致。 作者通过实验对比和改进,采用改良的丙酮沉淀法成功提取根和叶部的蛋白质,有效减少了酚类和色素化合物对电泳过程的干扰。此外,他们还对样品制备、上样量和染色方法进行了技术改进,旨在提高双向电泳的稳定性和准确性。这些改进包括优化蛋白提取步骤,控制上样量以确保各样本间的可比性,并探索更有效的染色技术以增强蛋白质条带的可见性。 研究中,选取实验室培养的小金海棠植株,经过特定的培养周期和环境条件处理,以保证植株的一致性。样品处理参照了Damerval等人的方法,并进行适当调整,以适应小金海棠的特性。 双向电泳是一种常用的蛋白质组学分析技术,它结合了等电聚焦(IEF)和SDS-PAGE(聚丙烯酰胺凝胶电泳),可以有效地分离和鉴定复杂混合物中的蛋白质。然而,对于小金海棠这类木本植物,由于其组织的特殊性,传统的双向电泳方法往往效果不佳。因此,本研究建立的规范化和系统化的蛋白质提取及双向电泳方法对于推动苹果属植物,特别是小金海棠的蛋白质组学研究具有重要的实践价值。 通过本研究,研究人员不仅为后续的铁高效相关蛋白分离与鉴定提供了基础,也为其他类似木本植物的蛋白质组学研究提供了参考。这种优化的技术流程有望减少实验误差,提高数据的可重复性和可靠性,进而促进对植物生理机制的深入理解。
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http://www.paper.edu.cn
- 1 -
小金海棠总蛋白双向电泳分析方法的比较研究
1
王晶莹
1
,
2
,王忆
1
,许雪峰
1
,阮松林
3
,韩振海
1
1 中国农业大学园艺植物研究所,北京(100094)
2 吉林大学植物科学学院园艺系,长春(130062)
3 杭州市农业科学研究院生物技术研究所,杭州(310024)
E-mail:rschan@cau.edu.cn
摘 要: 本文针对苹果属植物小金海棠根系蛋白质提取及双向凝胶电泳操作遇到的诸多问
题进行研究,利用改良的丙酮沉淀法提取根叶蛋白解决了木本植物中富含的酚类和色素类化
合物等对等电聚焦电泳产生严重干扰的问题,同时对样品制备、上样量及染色方法等方面进
行了技术改进与优化,最终确定了一套适于小金海棠的蛋白质进行双向电泳的技术。
关键词:苹果;双向电泳;蛋白质组
中图分类号:S661.1
1. 引言
小金海棠是全球第一个苹果铁高效基因型植物
[1]
,研究其在缺铁条件下表达的铁高效相
关蛋白,能为进一步研究抗缺铁机制提供理论依据。蛋白质组学研究中双向电泳技术的不断
改进和发展,使得这一技术广泛应用于水稻,小麦,玉米等植物蛋白质组学研究
[2,3,4,5]
。但
由于小金海棠等木本植物,组织中的次生代谢物质较多
[6,7,8]
,严重干扰双向电泳中第一向等
电聚焦的进行,加之在样品制备,凝胶上样量及凝胶染色等方面不同植物类型采用的方法众
多,引起双向电泳结果不稳定,使得图谱结果差异较大。而目前尚没有系统的、规范化的方
法应用于苹果属植物等木本植物的蛋白质组学研究中。本研究试图通过条件的优化建立起适
合于苹果属植物的蛋白提取及双向电泳的方法,同时可为铁高效相关蛋白的进一步分离与鉴
定创造条件。
2. 材料和方法
2.1 材料
以实验室保存的小金海棠组培苗为试材,在生长培养基中生长一个月后,选择叶色转暗、
幼茎初步木质化、生长一致的小苗插入生根培养基。约一个月后生出的不定根长至 4-5cm 时,
取出植株转移到 1/2 Hoagland 营养液中培养一周,后转移到完全营养液中培养一个月,待长
出新叶及大量白色新根时用于试验。营养液 pH6.0,通气 2h/d,以日光灯为光源,光照强度
为 400 μmol·m
-2
•s
-1
, 光照培养 14 h/d。
2.2 样品处理
小金海棠根总蛋白提取参照 Damerval 等的方法
[9]
,略有改动。剪取白色的新生根,置
于液氮中冰浴研磨研至白色粉末状时,加入-20℃预冷的 10% TCA 丙酮溶液(含 0.07% β-
巯基乙醇)继续研磨成匀浆,转入离心管中,-20℃下沉淀粗蛋白 1 h 后,4℃12000 rpm 离
心 15 min,弃上清。沉淀中加入 4 倍体积的丙酮溶液(含 0.07% β-巯基乙醇)充分涡旋后,
悬浮于-20℃,1 h 后 4℃12000 rpm 离心 15 min,取沉淀,弃上清,重复用丙酮溶液(含 0.07%
1
本课题得到教育部博士点基金(20050019048)和北京市果树逆境生理与分子生物学重点实验室资助
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