Cell Genomics | 中国农科院生物所绘制大豆全景定量蛋白质组图谱，揭示m6A对蛋白表达量的调控作用

大豆作为世界性的重要粮食经济作物，我国对 其进口的 外依赖 度居高不下 ， 因此 加强大豆 相关 研究，提 升 大豆产量 已成为亟待解决的关键课题 。 当前，借助多组学联 合分析 方法解析植物抗逆性及农艺性状的形成机制，对于培育优质品种具有决定性意义。而蛋白质作为生物过程的主要执行者，蛋白质组研究在揭示植物表型背后的分子机制中扮演着不可替代的角色。不过，长期以来，大豆领域缺乏高质量的定量蛋白质组研究，导致人们对其蛋白质表达的调控机制认知较为薄弱。

近日，中国农业科学院生物技术 研究 所联合河北省农林科学院粮油作物研究所、北京大学现代农业研究院和北京格致博雅生物科技有限公司等单位在

Cell Genomics

Landscape and m

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A post-transcriptional regulation of soybean proteome

作者借助4D-DIA-MS技术、深度分级及反相高效液相色谱分离手段，对大豆14个器官中超过12800个基因的蛋白质水平进行了量化分析。同时，通过多重标记与免疫沉淀测序技术（m 6 A-seq2），完成了同一批14个器官的 转录组 水平鉴定及RNA甲基化m 6 A修饰的定量图谱绘制。通过蛋白质层面与转录层面的关联分析发现，蛋白质在不同组织间的相关性高于转录本，且大量基因在转录与蛋白层面并未呈现显著关联。此外，通过器官特异性蛋白鉴定与 共表达 分析，研究揭示了功能特异性，同时观察到蛋白质与转录本丰度在不同器官间存在显著差异。研究还阐明了 m 6 A 修饰在大豆中的全局分布及分子功能，进一步证实m 6 A与基因表达的关联在大豆与水稻中不具有保守性。值得注意的是，m 6 A 修饰基因的翻译效率显著更低，在纳入物种因素的预测模型中，m 6 A修饰是影响蛋白丰度的第三大决定因素。

图1 大豆定量蛋白质组图谱

另外，作者通过整合蛋白质组图谱与m 6 A数据，鉴定出大豆中新型的m 6 A调控因子 GmMTBa 。对三种纯合突变体的 Dot-Blot 实验结果显示，突变体的 m 6 A 水平显著低于野生型，且在生殖生长与成熟期的表型上也存在明显差异。这一结果证实 GmMTBa 是调控大豆发育的关键 m 6 A 调控因子，同时也表明蛋白质组数据能有效助力大豆新基因的发 现。

图2 鉴定出GmMTBa是大豆中一个新的调控m6A的因子

综上所述，该研究绘制出目前首个大豆全景定量蛋白质组图谱，并对同批次样本的转录组、m6A修饰及蛋白质组的同步进行了定量分析，系统阐明了 m6A 修饰对蛋白质水平的调控作用。在后基因组时代，大豆研究长期聚焦于转录层面，而本研究的突破在于将大豆多组学研究推进至蛋白质组层面——通过探讨 m6A 在转录及转录后阶段的调控作用，揭示了蛋白质表达量同时受转录与转录后修饰共同影响的机制。由于蛋白质是生命活动的主要执行者，这项研究不仅为大豆基因功能在蛋白质层面的解析提供了重要的表达量资源，也为基于多组学数据的大豆智能设计育种开辟了新的思路。

该研究由中国农业科学院生物技术研究所联合河北省农林科学院粮油作物研究所、北京大学现代农业研究院等单位完成。 杨庆 、 侯智扬 、 李鳞霞 、 王雷立 和 李尚桐 是论文的共同第一作者。 梁哲 研究员、 闫龙 研究员和 罗晓 研究员为论文共同通讯作者。该项目得到农业生物育种重大专项、国家自然科学基金、 国家现代农业产业技术体系、 山东省泰山学者工程等项目资助。

论文链接：

https://www.cell.com/cell-genomics/fulltext/S2666-979X(25)00182-X