玉米种子萌发蛋白质组学研究

本书采取蛋白质组学方法，对玉米种子萌发过程中蛋白质组的变化进行分析，在此基础上，探讨了萌发过程中NaCl胁迫对玉米种子蛋白质组的影响，并利用离线强阳离子交换色谱技术富集蛋白，对萌发的玉米胚进行了广泛的蛋白质磷酸化调查，对探讨玉米种子萌发的机理、完善种子生物学研究有重要的意义。全书共分六章，内容包括蛋白质组学概念、产生背景、研究策略与范畴、常用的研究技术与方法、当前的研究现状与发展趋势、植物种子蛋白质组学研究现状、玉米种子萌发过程胚和胚乳蛋白质变化分析、NaCl胁迫下玉米种子萌发蛋白质变化分析以及玉米种子萌发胚中磷酸化蛋白质鉴定等方面的研究。 本书适合农学、生物学等相关学科的研究人员和师生参考。

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第1章 绪论 001 1.1 蛋白质组学产生的背景及相关概念 001 1.1.1 蛋白质组学的基本概念 001 1.1.2 蛋白质组学的历史和背景 002 1.1.3 蛋白质组学的特点与难点 003 1.2 蛋白质组学的研究策略与范畴 005 1.2.1 表达蛋白质组学 006 1.2.2 功能蛋白质组学 007 1.2.3 结构蛋白质组学 008 1.2.4 相互作用蛋白质组学 008 1.2.5 蛋白质组与基因组、转录组的相互关系 010 1.2.6 蛋白质组与糖组、代谢组的相互关系 011 1.3 蛋白质组学研究现状及发展趋势 013 1.3.1 农业蛋白质组学研究现状及发展趋势 013 1.3.2 医药蛋白质组学研究现状及发展趋势 019 第2章 蛋白质组学研究方法 022 2.1 蛋白质组学的研究技术 022 2.1.1 蛋白质组提取与样品制备 023 2.1.2 二维凝胶电泳与分析技术 028 2.1.3 图像分析与细胞蛋白质谱的建立 033 2.1.4 生物质谱技术与蛋白质鉴定 036 2.1.5 定量蛋白质组学研究技术 039 2.2 生物信息学在蛋白质组学上的应用 044 2.2.1 蛋白质生物信息学产生、发展及研究内容 044 2.2.2 蛋白质组研究中常用的网站及数据库 046 2.2.3 蛋白质组信息学技术的应用 054 第3章 植物种子蛋白质组学研究 056 3.1 种子蛋白质分类 057 3.2 种子发育过程蛋白质组学研究 057 3.2.1 组织分化阶段的关键蛋白质 058 3.2.2 与胚和胚乳发育相关的蛋白质 058 3.2.3 成熟干燥阶段的关键蛋白质 060 3.3 种子休眠相关蛋白质组学研究 060 3.4 种子萌发蛋白质组学分析及其调控研究 062 3.4.1 吸胀作用相关蛋白质 062 3.4.2 种子DNA和蛋白质的修复及贮存mRNA的作用 064 3.4.3 种子萌发过程中的蛋白质组分析 066 3.4.4 翻译后修饰对种子萌发的控制 068 3.4.5 植物激素对种子萌发的调节 070 3.5 植物种子的活力与保存 076 3.6 植物种子萌发蛋白质组学研究展望 077 第4章 玉米种子萌发过程蛋白质组学研究 079 4.1 蛋白质组学在玉米研究中的应用 079 4.1.1 玉米组织、器官蛋白质组学研究 079 4.1.2 玉米细胞器蛋白质组学研究 084 4.1.3 蛋白质标记玉米遗传作图 085 4.1.4 玉米抗病相关蛋白质组学研究 086 4.1.5 玉米抗逆境胁迫相关蛋白质组学研究 088 4.1.6 玉米蛋白质组学研究展望 089 4.2 玉米种子萌发胚和胚乳蛋白质组学分析 090 4.2.1 玉米种子萌发蛋白质组学分析方法 091 4.2.2 种子萌发胚、胚乳蛋白质变化2-DE分析 095 4.2.3 谱图变化点的蛋白质鉴定 099 4.2.4 玉米种子不同组织中蛋白质变化分析 100 4.2.5 种子萌发过程中贮藏物质的动员 101 4.2.6 参与逆境保护和调节相关蛋白 105 4.2.7 参与蛋白质合成、折叠和稳定的相关蛋白 108 4.2.8 光合固碳作用相关蛋白 109 4.2.9 氨基酸、核酸代谢及其他相关蛋白 111 4.2.10 种子萌发过程中不同组织的蛋白质组比较 112 4.2.11 种子萌发不同阶段的蛋白质组比较 113 4.2.12 种子萌发过程中保护相关蛋白质变化分析 113 4.2.13 种子萌发后幼苗生长筹备蛋白质分析 114 第5章 NaCl胁迫下玉米种子萌发蛋白质组学研究 115 5.1 盐胁迫对植物的影响 115 5.2 植物耐盐性基因 117 5.2.1 与渗透调节物质生物合成有关的基因 117 5.2.2 与自由基和有毒物质清除有关的基因 118 5.2.3 与细胞内离子的转运、平衡及区域化有关的基因 118 5.2.4 与细胞内水分转运和平衡有关的基因 118 5.2.5 与耐盐性相关的分子伴侣有关的基因 118 5.2.6 与盐逆境信号转导相关的调控因子或序列 119 5.3 植物耐盐性蛋白质 119 5.3.1 植物盐胁迫伤害机制的蛋白质组学分析 120 5.3.2 植物耐盐相关蛋白 123 5.4 NaCl胁迫对玉米种子萌发的影响 130 5.4.1 NaCl胁迫对玉米种子萌发能力的影响 131 5.4.2 NaCl胁迫对玉米种子萌发生长指标的影响 133 5.5 NaCl胁迫下玉米种子萌发蛋白质组分析 134 5.5.1 分析方法 134 5.5.2 蛋白质变化的2-DE分析 135 5.5.3 NaCl胁迫对所鉴定蛋白质表达水平的影响 143 5.5.4 NaCl胁迫对种子萌发贮藏产物动员的影响 146 5.5.5 盐胁迫下植物防御相关蛋白及其路径分析 148 5.5.6 盐胁迫下参与蛋白质合成、折叠和稳定的蛋白质分析 151 5.5.7 盐胁迫下光合固碳作用相关的蛋白质分析 152 第6章 玉米种子萌发磷酸化蛋白质组学研究 162 6.1 蛋白质磷酸化 162 6.2 磷酸化蛋白质组学 163 6.3 磷酸化蛋白质组学研究技术 163 6.3.1 磷酸化蛋白质的研究策略 163 6.3.2 磷酸化蛋白质检测 164 6.3.3 蛋白质磷酸化位点的分析 165 6.3.4 蛋白质磷酸化的定量分析 168 6.4 植物磷酸化蛋白质组学研究 169 6.4.1 模式植物磷酸化蛋白质鉴定 169 6.4.2 非模式植物磷酸化蛋白质鉴定 171 6.5 玉米种子萌发胚中磷酸化蛋白质鉴定 172 6.5.1 试验材料及试剂 172 6.5.2 试验方法 173 6.5.3 鸟枪法MS鉴定 174 6.5.4 种子萌发期基因表达水平分析 175 6.5.5 磷酸化蛋白质鉴定 179 6.5.6 鉴定蛋白质功能分析 179 6.5.7 参与DNA修复与整合的相关蛋白 182 6.5.8 转录相关蛋白 183 6.5.9 RNA剪接相关蛋白 183 6.5.10 蛋白质翻译相关蛋白 183 6.5.11 蛋白质分子伴侣 184 6.5.12 在种子萌发中钙调级联作用 184 6.5.13 细胞分裂相关激酶 186 6.5.14 代谢途径相关蛋白 186 参考文献 188