长期以来，植物学的研究，尤其是在系统生物学方面的研究长期依赖转录组测序。从技术的角度看，一方面是因为转录组分析较蛋白质组分析简单；另一方面，植物功能基因组的研究大大滞后于动物学，加上普遍缺少商业化的抗体用于后期功能验证，所以往往只能在转录水平、或低层次的蛋白质组学水平开展植物系统生物学研究。

然而随着研究的深入，越来越多的研究表明植物系统中转录水平和蛋白水平之间的相关性很低，并且植物中存在大量蛋白质修饰现象。近几年来，国内外植物生物学科研人员在植物蛋白质组与蛋白质修饰组学领域发表了一系列重大成果，高水平的研究论文层出不穷。

  • 植物逆境胁迫

  • 植物激素与代谢

  • 植物生长发育调控

  • 植物免疫与作物抗病

  • 植物细胞生物学

  • 植物光合作用

  • 作物性状与分子育种

植物逆境与胁迫响应

朱健康研究团队磷酸化组学解析植物逆境分子机制（Molecular Cell，2018）

众所周知，在干旱等逆境胁迫来临时，植物需要抑制生长发育并激活胁迫应答过程以维持生存；在胁迫条件解除后，植物又需要及时解除胁迫反应并恢复生长。植物激素ABA在逆境胁迫应答过程有关键作用，那么，ABA在平衡生长发育和胁迫应答分子机制中发挥着什么样的作用？

上海逆境生物学研究中心朱健康和熊延团队的王鹏程研究员运用磷酸化修饰组学方法，发现ABA 受体磷酸化调控机制，并发现TOR 蛋白激酶复合体和ABA 受体偶联途径组成的调节环 （loop） 平衡植物生长发育和胁迫应答的分子机理。文章发表在Molecular Cell杂志。

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植物激素与代谢

IAA-GA代谢与光照调控大豆生长（Frontiers in Plant Science，2018）

光照质量 (R/Fr) 和光合有效辐射 (PAR) 的降低对遮荫下植物的生长发育有很大的影响。四川农业大学杨峰课题组，运用TMT定量蛋白质组学，对遮荫条件下大豆的生长和物质分配对光合强度和品质的响应展开研究。研究表明赤霉素 (GA) 和吲哚-3-乙酸 (IAA) 介导植物的遮荫适应性反应。该发现发表在专业学术期刊Frontiers in Plant Science上。

植物生长与发育调控

种康院士团队揭示糖基化修饰调控植物开花新机制

在植物中，动态的蛋白糖基化与磷酸化修饰调节植物春化作用介导的开花过程，但具体机制尚不清楚 。中国科学院种康院士团队研究揭示了 植物体内一种新的蛋白O-糖基化介导表观遗传修饰调控开花的机制，并且阐述了组蛋白甲基转移酶的O-GlcNAc修饰参与植物发育过程的新功能。该研究成果在线发表于国际学术期刊The EMBO Journal。

植物免疫与作物抗病


乙酰化修饰与植物免疫反应（PNAS，2018）

乙酰化是发现最早的酰化修饰类型，在动植物体内都有广泛的存在和重要的调控功能。 2018年PNAS杂志上发表了最新的植物乙酰化修饰组研究成果，研究人员使用基于质谱的定量蛋白质组学方法，分别检测比较植物致病真菌炭色孢腔菌侵染植株前后的蛋白表达差异和蛋白乙酰化修饰的差异，发现乙酰化参与植物免疫反应的具体新机制。

植物细胞生物学

何跃辉、杜嘉木团队报道组蛋白甲基化调控植物基因表达新机制（Nature Genetics，2018）

组蛋白赖氨酸的甲基化修饰在真核生物基因表达调控中的作用广泛，是一种重要的调控方式。 中国科学院分子植物科学卓越创新中心/植物生理生态研究所植物逆境生物学研究中心植物分子遗传国家重点实验室何跃辉研究组（与刘仁义研究组合作）和杜嘉木研究组（与美国威斯康辛大学钟雪花研究组合作）在国际专业学术期刊Nature Genetics分别发表研究论文。两篇文章分别 揭示了植 物巧妙解密靶基因染色质上的标记，以精准调控关键基因表达的新机制，对理解植物基因表达调控这一基本科学问题具有重要的理论意义，同时也为作物花期调控的生产应用提供了新思路。

植物光合作用

蛋白质组学揭示光周期对蛋白丰度的调控（Molecular systems biology，2018）

作为地球上最重要的反应，光合作用一直是植物研究人员的重点。专业学术期刊Molecular systems biology报道重磅研究成果，运用 蛋白质组学研究不同光照周期条件下，拟南芥蛋白丰度的变化， 同时结合 其转 录本的变化，揭示了调节蛋白表达的翻译一致性机 制，并证明该机制普遍适用于光合自养生物， 为植物对光周期的应答和机制提供了新的思路 。


作物形状与分子育种

水稻株型优化的蛋白质组学研究（Plant J., 2017）

在水稻育种实践中，适度的卷叶表型是理想株型的一个重要指标：保持叶片直立而不披垂，改善群体基部的受光条件，对水稻超高产育种具有重要利用价值。西北农林科技大学陈坤明教授和浙江大学石春海教授在Plant Journal揭示了CLD1/SRL1基因参与水稻叶卷曲调控的新机制，为水稻叶形态调控研究和株型改良提供了新线索。

以上即为今天的文献解读分享内容，在植物生物学领域，蛋白组学、修饰组学，以及包括组蛋白修饰在内的表观遗传学是强有力的研究方法。欢迎关注蛋白质组学领域专业学术平台