【摘 要】
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"枸杞子"是我国著名的药食同源的中药材/食品。枸杞多糖是中药枸杞子中目前公认的主要有效成分,被认为是一种Ⅱ型阿拉伯半乳聚糖蛋白（AGPs）。果实的发育成熟伴随着果实膨大、软化和细胞壁代谢、糖蛋白代谢等重要生物学过程。然而,对于在宁夏枸杞果实生长发育过程中对细胞壁代谢等生物学过程起到重要作用的糖蛋白AGPs的调控研究却鲜见报道。因此,本研究以不同发育时期的宁夏枸杞果实为研究材料,系统研究枸杞果实发育
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"枸杞子"是我国著名的药食同源的中药材/食品。枸杞多糖是中药枸杞子中目前公认的主要有效成分,被认为是一种Ⅱ型阿拉伯半乳聚糖蛋白（AGPs）。果实的发育成熟伴随着果实膨大、软化和细胞壁代谢、糖蛋白代谢等重要生物学过程。然而,对于在宁夏枸杞果实生长发育过程中对细胞壁代谢等生物学过程起到重要作用的糖蛋白AGPs的调控研究却鲜见报道。因此,本研究以不同发育时期的宁夏枸杞果实为研究材料,系统研究枸杞果实发育成熟过程中果实形态指标的变化、细胞壁组分和其代谢相关酶活性变化,并结合果实蛋白质组学,研究枸杞果实发育过程中细胞壁组分代谢和AGPs积累的关系,并将与AGPs积累相关的差异蛋白进行基因表达分析。取得的主要结论如下:1.通过分析枸杞果实成熟过程中生长指标、细胞壁组分代谢及枸杞多糖含量的变化规律发现:果实各项生长指标随着果实逐渐发育成熟显著增加。细胞壁组分中的细胞壁物质、纤维素、ISP含量和代谢酶中的β-Gal、纤维素酶、PME活性变化与果实体积变化显著相关,推测枸杞果实生长与细胞壁代谢密切相关。枸杞多糖含量在青果期到转色期期间显著上升后上升减缓,红果期果实枸杞多糖含量最高。细胞壁组分中细胞壁物质、ISP和纤维素含量的变化与枸杞多糖含量变化显著相关,推测它们之间存在内在联系。2.采用Label-free定量蛋白质组学技术,分别对青果期、转色期和红果期枸杞果实蛋白质进行鉴定,共得到4054种蛋白,其中有824种差异表达蛋白。差异表达蛋白质GO功能和KEGG通路分析发现,其主要参与光合作用、寡糖代谢、淀粉合成代谢、脂质代谢等生物学过程。通过蛋白质组数据挖掘和文献阅读,研究筛选了可能与宁夏枸杞果实细胞壁代谢及AGP积累和调控相关的50个差异蛋白。后又随机挑选了16个差异蛋白进行PRM验证,最终推测确定与枸杞AGPs积累代谢相关的关键蛋白4种:FLA、β-Gal、RhaT、APX。3.利用四种差异蛋白的蛋白登录号从Uniprot数据库查得四种差异蛋白的对应氨基酸序列,从已测序完成但未公布的枸杞基因组获得编码四种差异蛋白的cDNA序列,在此基础上对四种关键蛋白进行qRT-PCR验证,发现枸杞果实发育过程中β-Gal和FLA13在不同水平上的变化联系紧密,其基因水平上发生变化后更容易在蛋白层面乃至植物生理层面表现出来,适合进行下一步植物基因过表达实验。而APX和RhaT则表现出了mRNA-蛋白质的不一致性。研究结果初步揭示了枸杞果实成熟过程中AGPs积累与果实生长和细胞壁代谢及其相关酶的关系,确定了与枸杞果实AGPs积累相关的的关键蛋白,为进一步深入研究枸杞果实AGPs调控机制奠定了基础。
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