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玉米作为第一大粮食作物,是人类食物和动物饲料的主要来源。本研究以玉米骨干自交系Mo17为材料,利用iTRAQ技术构建玉米籽粒灌浆前后的蛋白质表达谱,通过比较两个时期的差异表达蛋白,鉴定出玉米灌浆期表达的特异蛋白。同时进行GO、COG和Pathway注释,并对可能的特异蛋白和代谢途径与灌浆的关系进行探讨。得到的结果将有助于阐述籽粒发育和储藏物质积累的分子机理,也为将来通过基因工程对玉米产量和品质的改良提供重要信息。 本研究共鉴定到肽段56029个,蛋白质1712个。GO分析显示玉米籽粒发育关键时期表达的蛋白质主要是具有结合和催化功能的蛋白,它们主要参与代谢途径,细胞分化和应激反应等过程。COG功能分类分析显示大多数蛋白质为翻译后水平修饰相关蛋白和糖转运蛋白。Pathway代谢途径注释分析显示,除参与基本生理代谢的蛋白外,还有大量蛋白富集于糖降解/糖异生、丙酮酸代谢、淀粉和多糖代谢途径。 通过比较两个时期的蛋白含量,共鉴定出差异表达蛋白质202个,其中上调表达112个,下调表达90个。对差异表达蛋白质进行GO功能注释分析发现,参与“翻译起始”、“生长素代谢过程”、“多糖降解过程”、“氨基聚糖降解过程”、“糖降解过程”、“基因表达”和“多聚糖代谢过程”等生物代谢过程的蛋白表达量差异显著;具有“结构分子活性”和“金属团簇结合”功能的蛋白表达差异显著;同时Pathway代谢途径分析发现,参与“核糖体”和“黄酮和黄酮醇生物合成”代谢途径的蛋白显著。 本研究表明玉米籽粒灌浆主要与糖代谢途径相关蛋白(蔗糖合酶、AGPase、Brittle-1、SSⅠ、丙酮酸激酶、6-磷酸葡萄糖酸内酯酶和内切几丁质酶),物质流相关蛋白(如S-腺苷甲硫氨酸蛋白、ADP/ATP载体蛋白和NADH-氧化还原型辅酶Q等)和基因表达相关蛋白(核糖体蛋白)等有关。研究结果将有助于揭示玉米籽粒发育和灌浆的分子机理,也有助于为提高玉米产量和品质等提供相关信息。