轉(zhuǎn)植酸酶基因玉米比較蛋白質(zhì)組學(xué)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-04-27 09:11
轉(zhuǎn)基因作物在全球范圍內(nèi)商業(yè)化種植已經(jīng)20多年了,隨著轉(zhuǎn)基因作物種植面積的增加,轉(zhuǎn)基因植物產(chǎn)品的生物安全問(wèn)題已成為人們關(guān)注焦點(diǎn)和爭(zhēng)論熱點(diǎn)。轉(zhuǎn)植酸酶基因玉米是目前我國(guó)唯一獲得農(nóng)業(yè)部頒發(fā)的安全證書(shū)的轉(zhuǎn)基因玉米,可以提高動(dòng)物對(duì)磷的利用率,具有很大的潛在商業(yè)化種植市場(chǎng)。轉(zhuǎn)基因作物的監(jiān)管需要進(jìn)行安全性評(píng)價(jià),對(duì)轉(zhuǎn)植酸酶基因玉米的安全性已經(jīng)采用多方面指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià),但還未見(jiàn)從蛋白質(zhì)組層面上對(duì)其進(jìn)行非預(yù)期影響的研究。本研究通過(guò)雙向電泳(2-DE)和高通量精準(zhǔn)定量比較蛋白質(zhì)組iTRAQ技術(shù),系統(tǒng)比較了轉(zhuǎn)植酸酶基因玉米與非轉(zhuǎn)基因?qū)φ沼衩兹~片和種子的蛋白質(zhì)組差異,從蛋白質(zhì)表達(dá)水平對(duì)其非預(yù)期影響進(jìn)行了進(jìn)一步評(píng)價(jià),以期建立一套科學(xué)合理的蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)體系,來(lái)檢測(cè)和評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)基因作物的非預(yù)期影響,為轉(zhuǎn)植酸酶基因玉米以及其它轉(zhuǎn)基因作物的安全評(píng)價(jià)提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)支持。首先,我們通過(guò)2-DE結(jié)合MS/MS技術(shù)比較了轉(zhuǎn)植酸酶基因玉米與其非轉(zhuǎn)基因?qū)φ杖~片的蛋白質(zhì)組,獲得了轉(zhuǎn)植酸酶玉米葉片的總蛋白2-DE圖譜,鑒定了 57個(gè)差異蛋白點(diǎn),占檢測(cè)到的所有蛋白點(diǎn)總數(shù)量的6.7%。這些差異蛋白點(diǎn)均由玉米籽粒自然合成的,沒(méi)有發(fā)現(xiàn)有毒蛋白或過(guò)...
【文章來(lái)源】:海南大學(xué)海南省 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:100 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 引言
1.1 轉(zhuǎn)基因作物的安全性評(píng)價(jià)技術(shù)
1.1.1 轉(zhuǎn)基因作物檢測(cè)技術(shù)
1.1.1.1 特定DNA的PCR擴(kuò)增技術(shù)
1.1.1.2 外源蛋白檢測(cè)技術(shù)
1.1.1.3 其它檢測(cè)技術(shù)
1.1.2 轉(zhuǎn)基因作物的安全性評(píng)價(jià)
1.1.2.1 目標(biāo)分析法對(duì)轉(zhuǎn)基因作物可預(yù)期影響的安全性評(píng)價(jià)
1.1.2.2 非目標(biāo)分析法對(duì)轉(zhuǎn)基因作物不可預(yù)期影響的安全性評(píng)價(jià)
1.1.2.2.1 轉(zhuǎn)錄組學(xué)技術(shù)
1.1.2.2.2 代謝組學(xué)技術(shù)
1.1.2.2.3 蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)
1.2 組學(xué)技術(shù)在轉(zhuǎn)基因玉米非預(yù)期影響研究中的應(yīng)用
1.2.1 轉(zhuǎn)錄組學(xué)在轉(zhuǎn)基因玉米非預(yù)期影響的研究
1.2.2 代謝組學(xué)在轉(zhuǎn)基因玉米非預(yù)期影響的研究
1.2.3 蛋白質(zhì)組學(xué)在轉(zhuǎn)基因玉米非預(yù)期影響的研究
1.3 轉(zhuǎn)植酸酶玉米安全性評(píng)價(jià)研究進(jìn)展
1.3.1 轉(zhuǎn)植酸酶基因玉米轉(zhuǎn)化事件和目標(biāo)蛋白的檢測(cè)
1.3.2 轉(zhuǎn)植酸酶基因玉米營(yíng)養(yǎng)學(xué)評(píng)價(jià)
1.3.3 轉(zhuǎn)植酸酶基因玉米食用安全性評(píng)價(jià)
1.3.4 轉(zhuǎn)植酸酶基因玉米環(huán)境安全評(píng)價(jià)
1.4 研究目的及意義
2 材料與方法
2.1 植物材料
2.2 主要試劑和儀器
2.3 植物種植、生長(zhǎng)條件
2.3.1 光照培養(yǎng)箱中玉米幼苗生長(zhǎng)條件
2.3.2 大棚玉米種植條件
2.3.3 田間玉米種植生長(zhǎng)條件
2.4 轉(zhuǎn)基因玉米轉(zhuǎn)化事件的分子鑒定和外源蛋白的鑒定
2.4.1 轉(zhuǎn)基因玉米轉(zhuǎn)化事件的分子鑒定
2.4.2 轉(zhuǎn)基因玉米外源蛋白的鑒定
2.5 玉米葉片和種子蛋白雙向電泳
2.5.1 玉米葉片和種子的蛋白提取及其濃度測(cè)定
2.5.2 玉米葉片和種子的蛋白2-DE
2.5.3 差異蛋白的MALDI-TOF-TOF質(zhì)譜鑒定
2.6 iTRAQ技術(shù)用于分析轉(zhuǎn)基因玉米種子的差異蛋白
2.6.1 iTRAQ標(biāo)記、分級(jí)
2.6.2 納升級(jí)反相色譜-質(zhì)譜進(jìn)行蛋白質(zhì)分析(nano RPLC)
2.6.3 iTRAQ數(shù)據(jù)蛋白鑒定和定量分析
2.7 差異蛋白功能分類(lèi)和生物信息學(xué)分析
2.8 qRT-PCR分析
3 結(jié)果與分析
3.1 外源基因及目標(biāo)蛋白的檢測(cè)
3.1.1 外源基因的檢測(cè)
3.1.2 目標(biāo)蛋白的檢測(cè)
3.2 轉(zhuǎn)植酸酶玉米及其對(duì)照葉片的比較蛋白質(zhì)組學(xué)研究
3.2.1 轉(zhuǎn)植酸酶玉米及其對(duì)照葉片的2-DE蛋白質(zhì)圖譜比較
3.2.2 轉(zhuǎn)植酸酶玉米及其對(duì)照葉片的差異蛋白的鑒定
3.2.3 轉(zhuǎn)植酸酶玉米及其對(duì)照葉片的差異蛋白的生物信息學(xué)分析
3.2.4 葉片的差異蛋白的蛋白水平和轉(zhuǎn)錄水平模式分析
3.3 大棚條件下轉(zhuǎn)植酸酶玉米及其對(duì)照種子的比較蛋白質(zhì)組學(xué)研究
3.3.1 轉(zhuǎn)植酸酶玉米及其對(duì)照種子的2-DE蛋白質(zhì)圖譜比較
3.3.2 轉(zhuǎn)植酸酶玉米及其對(duì)照種子的2-DE差異蛋白的鑒定
3.3.3 利用iTRAQ技術(shù)鑒定轉(zhuǎn)植酸酶玉米及其對(duì)照種子的差異蛋白
3.3.4 2-DE和iTRAQ鑒定的種子差異蛋白的生物信息學(xué)分析
3.3.5 定量RT-PCR技術(shù)研究種子差異蛋白的基因表達(dá)模式
3.4 田間種植的轉(zhuǎn)植酸酶玉米及其對(duì)照種子的比較蛋白質(zhì)組學(xué)研究
3.4.1 轉(zhuǎn)植酸酶玉米及其對(duì)照種子的2-DE蛋白質(zhì)圖譜比較
3.4.2 轉(zhuǎn)植酸酶玉米及其對(duì)照種子的2-DE差異蛋白的鑒定
3.4.3 差異蛋白的生物信息學(xué)分析
3.5 環(huán)境對(duì)轉(zhuǎn)植酸酶玉米蛋白質(zhì)組學(xué)的影響研究
4 討論
4.1 研究方法對(duì)差異蛋白的鑒定的影響
4.2 轉(zhuǎn)植酸酶玉米與其對(duì)照之間存在蛋白差異但并未有大規(guī)模實(shí)質(zhì)性改變
4.3 轉(zhuǎn)植酸酶玉米與其對(duì)照葉片差異蛋白主要是參與碳固定途徑的蛋白
4.4 轉(zhuǎn)植酸酶玉米與其對(duì)照種子差異蛋白主要為參與轉(zhuǎn)錄后調(diào)控與轉(zhuǎn)錄后修飾的蛋白
4.4.1 大棚種植的轉(zhuǎn)植酸酶玉米與其對(duì)照種子的差異蛋白
4.4.2 田間種植的轉(zhuǎn)植酸酶玉米與其對(duì)照種子的差異蛋白
4.5 環(huán)境對(duì)蛋白質(zhì)組學(xué)的影響
5 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
附圖
致謝
攻讀學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文、申請(qǐng)專利和獲獎(jiǎng)情況
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]轉(zhuǎn)植酸酶基因玉米對(duì)田間節(jié)肢動(dòng)物群落多樣性的影響[J]. 李凡,孫紅煒,楊淑珂,趙維,徐曉輝,高瑞,路興波. 生物安全學(xué)報(bào). 2014(04)
[2]轉(zhuǎn)植酸酶基因玉米種植對(duì)土壤線蟲(chóng)群落的影響[J]. 郭維維,趙宗潮,蘇營(yíng),牟文雅,劉滿強(qiáng),陳小云,陳法軍. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào). 2014(04)
[3]轉(zhuǎn)植酸酶基因玉米對(duì)田間主要害蟲(chóng)和天敵種群動(dòng)態(tài)的影響[J]. 李凡,孫紅煒,楊淑珂,趙維,郭穎慧,路興波. 中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào). 2013(36)
[4]轉(zhuǎn)植酸酶基因玉米花粉漂移擴(kuò)散頻率與距離[J]. 趙宗潮,郭維維,蘇營(yíng),陳法軍. 生態(tài)學(xué)雜志. 2013(11)
[5]轉(zhuǎn)植酸酶基因玉米對(duì)步甲群落動(dòng)態(tài)的影響[J]. 趙彩云,肖能文,柳曉燕,何丁元,關(guān)瀟,白加德,李俊生. 昆蟲(chóng)學(xué)報(bào). 2013(06)
[6]轉(zhuǎn)基因玉米中植酸酶蛋白免疫親和純化體系的建立[J]. 趙倩倩,周曉今,柳小慶,楊文竹,李素貞,劉奇,陳茹梅. 中國(guó)生物工程雜志. 2013(06)
[7]轉(zhuǎn)植酸酶基因玉米phyA2基因標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)粒分子構(gòu)建及其檢測(cè)應(yīng)用[J]. 張廣遠(yuǎn),孫紅煒,李凡,楊淑珂,路興波,趙蕾. 作物學(xué)報(bào). 2013(08)
[8]大田環(huán)境下轉(zhuǎn)植酸酶玉米對(duì)土壤酶活性的影響[J]. 張林森,楊正友,孫紅煒,李凡,楊淑珂,段麗君,路興波. 山東農(nóng)業(yè)科學(xué). 2013(04)
[9]轉(zhuǎn)基因植物非預(yù)期效應(yīng)檢測(cè)評(píng)價(jià)技術(shù)的發(fā)展[J]. 趙潔,劉峙,彭于發(fā),齊放軍. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報(bào). 2013(02)
[10]轉(zhuǎn)植酸酶玉米生育期及秸稈還田期根際微生物數(shù)量和細(xì)菌菌群多樣性[J]. 張林森,楊正友,孫紅煒,李凡,楊淑珂,段麗君,路興波. 山東農(nóng)業(yè)科學(xué). 2013(03)
本文編號(hào):3163195
【文章來(lái)源】:海南大學(xué)海南省 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:100 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 引言
1.1 轉(zhuǎn)基因作物的安全性評(píng)價(jià)技術(shù)
1.1.1 轉(zhuǎn)基因作物檢測(cè)技術(shù)
1.1.1.1 特定DNA的PCR擴(kuò)增技術(shù)
1.1.1.2 外源蛋白檢測(cè)技術(shù)
1.1.1.3 其它檢測(cè)技術(shù)
1.1.2 轉(zhuǎn)基因作物的安全性評(píng)價(jià)
1.1.2.1 目標(biāo)分析法對(duì)轉(zhuǎn)基因作物可預(yù)期影響的安全性評(píng)價(jià)
1.1.2.2 非目標(biāo)分析法對(duì)轉(zhuǎn)基因作物不可預(yù)期影響的安全性評(píng)價(jià)
1.1.2.2.1 轉(zhuǎn)錄組學(xué)技術(shù)
1.1.2.2.2 代謝組學(xué)技術(shù)
1.1.2.2.3 蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)
1.2 組學(xué)技術(shù)在轉(zhuǎn)基因玉米非預(yù)期影響研究中的應(yīng)用
1.2.1 轉(zhuǎn)錄組學(xué)在轉(zhuǎn)基因玉米非預(yù)期影響的研究
1.2.2 代謝組學(xué)在轉(zhuǎn)基因玉米非預(yù)期影響的研究
1.2.3 蛋白質(zhì)組學(xué)在轉(zhuǎn)基因玉米非預(yù)期影響的研究
1.3 轉(zhuǎn)植酸酶玉米安全性評(píng)價(jià)研究進(jìn)展
1.3.1 轉(zhuǎn)植酸酶基因玉米轉(zhuǎn)化事件和目標(biāo)蛋白的檢測(cè)
1.3.2 轉(zhuǎn)植酸酶基因玉米營(yíng)養(yǎng)學(xué)評(píng)價(jià)
1.3.3 轉(zhuǎn)植酸酶基因玉米食用安全性評(píng)價(jià)
1.3.4 轉(zhuǎn)植酸酶基因玉米環(huán)境安全評(píng)價(jià)
1.4 研究目的及意義
2 材料與方法
2.1 植物材料
2.2 主要試劑和儀器
2.3 植物種植、生長(zhǎng)條件
2.3.1 光照培養(yǎng)箱中玉米幼苗生長(zhǎng)條件
2.3.2 大棚玉米種植條件
2.3.3 田間玉米種植生長(zhǎng)條件
2.4 轉(zhuǎn)基因玉米轉(zhuǎn)化事件的分子鑒定和外源蛋白的鑒定
2.4.1 轉(zhuǎn)基因玉米轉(zhuǎn)化事件的分子鑒定
2.4.2 轉(zhuǎn)基因玉米外源蛋白的鑒定
2.5 玉米葉片和種子蛋白雙向電泳
2.5.1 玉米葉片和種子的蛋白提取及其濃度測(cè)定
2.5.2 玉米葉片和種子的蛋白2-DE
2.5.3 差異蛋白的MALDI-TOF-TOF質(zhì)譜鑒定
2.6 iTRAQ技術(shù)用于分析轉(zhuǎn)基因玉米種子的差異蛋白
2.6.1 iTRAQ標(biāo)記、分級(jí)
2.6.2 納升級(jí)反相色譜-質(zhì)譜進(jìn)行蛋白質(zhì)分析(nano RPLC)
2.6.3 iTRAQ數(shù)據(jù)蛋白鑒定和定量分析
2.7 差異蛋白功能分類(lèi)和生物信息學(xué)分析
2.8 qRT-PCR分析
3 結(jié)果與分析
3.1 外源基因及目標(biāo)蛋白的檢測(cè)
3.1.1 外源基因的檢測(cè)
3.1.2 目標(biāo)蛋白的檢測(cè)
3.2 轉(zhuǎn)植酸酶玉米及其對(duì)照葉片的比較蛋白質(zhì)組學(xué)研究
3.2.1 轉(zhuǎn)植酸酶玉米及其對(duì)照葉片的2-DE蛋白質(zhì)圖譜比較
3.2.2 轉(zhuǎn)植酸酶玉米及其對(duì)照葉片的差異蛋白的鑒定
3.2.3 轉(zhuǎn)植酸酶玉米及其對(duì)照葉片的差異蛋白的生物信息學(xué)分析
3.2.4 葉片的差異蛋白的蛋白水平和轉(zhuǎn)錄水平模式分析
3.3 大棚條件下轉(zhuǎn)植酸酶玉米及其對(duì)照種子的比較蛋白質(zhì)組學(xué)研究
3.3.1 轉(zhuǎn)植酸酶玉米及其對(duì)照種子的2-DE蛋白質(zhì)圖譜比較
3.3.2 轉(zhuǎn)植酸酶玉米及其對(duì)照種子的2-DE差異蛋白的鑒定
3.3.3 利用iTRAQ技術(shù)鑒定轉(zhuǎn)植酸酶玉米及其對(duì)照種子的差異蛋白
3.3.4 2-DE和iTRAQ鑒定的種子差異蛋白的生物信息學(xué)分析
3.3.5 定量RT-PCR技術(shù)研究種子差異蛋白的基因表達(dá)模式
3.4 田間種植的轉(zhuǎn)植酸酶玉米及其對(duì)照種子的比較蛋白質(zhì)組學(xué)研究
3.4.1 轉(zhuǎn)植酸酶玉米及其對(duì)照種子的2-DE蛋白質(zhì)圖譜比較
3.4.2 轉(zhuǎn)植酸酶玉米及其對(duì)照種子的2-DE差異蛋白的鑒定
3.4.3 差異蛋白的生物信息學(xué)分析
3.5 環(huán)境對(duì)轉(zhuǎn)植酸酶玉米蛋白質(zhì)組學(xué)的影響研究
4 討論
4.1 研究方法對(duì)差異蛋白的鑒定的影響
4.2 轉(zhuǎn)植酸酶玉米與其對(duì)照之間存在蛋白差異但并未有大規(guī)模實(shí)質(zhì)性改變
4.3 轉(zhuǎn)植酸酶玉米與其對(duì)照葉片差異蛋白主要是參與碳固定途徑的蛋白
4.4 轉(zhuǎn)植酸酶玉米與其對(duì)照種子差異蛋白主要為參與轉(zhuǎn)錄后調(diào)控與轉(zhuǎn)錄后修飾的蛋白
4.4.1 大棚種植的轉(zhuǎn)植酸酶玉米與其對(duì)照種子的差異蛋白
4.4.2 田間種植的轉(zhuǎn)植酸酶玉米與其對(duì)照種子的差異蛋白
4.5 環(huán)境對(duì)蛋白質(zhì)組學(xué)的影響
5 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
附圖
致謝
攻讀學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文、申請(qǐng)專利和獲獎(jiǎng)情況
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]轉(zhuǎn)植酸酶基因玉米對(duì)田間節(jié)肢動(dòng)物群落多樣性的影響[J]. 李凡,孫紅煒,楊淑珂,趙維,徐曉輝,高瑞,路興波. 生物安全學(xué)報(bào). 2014(04)
[2]轉(zhuǎn)植酸酶基因玉米種植對(duì)土壤線蟲(chóng)群落的影響[J]. 郭維維,趙宗潮,蘇營(yíng),牟文雅,劉滿強(qiáng),陳小云,陳法軍. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào). 2014(04)
[3]轉(zhuǎn)植酸酶基因玉米對(duì)田間主要害蟲(chóng)和天敵種群動(dòng)態(tài)的影響[J]. 李凡,孫紅煒,楊淑珂,趙維,郭穎慧,路興波. 中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào). 2013(36)
[4]轉(zhuǎn)植酸酶基因玉米花粉漂移擴(kuò)散頻率與距離[J]. 趙宗潮,郭維維,蘇營(yíng),陳法軍. 生態(tài)學(xué)雜志. 2013(11)
[5]轉(zhuǎn)植酸酶基因玉米對(duì)步甲群落動(dòng)態(tài)的影響[J]. 趙彩云,肖能文,柳曉燕,何丁元,關(guān)瀟,白加德,李俊生. 昆蟲(chóng)學(xué)報(bào). 2013(06)
[6]轉(zhuǎn)基因玉米中植酸酶蛋白免疫親和純化體系的建立[J]. 趙倩倩,周曉今,柳小慶,楊文竹,李素貞,劉奇,陳茹梅. 中國(guó)生物工程雜志. 2013(06)
[7]轉(zhuǎn)植酸酶基因玉米phyA2基因標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)粒分子構(gòu)建及其檢測(cè)應(yīng)用[J]. 張廣遠(yuǎn),孫紅煒,李凡,楊淑珂,路興波,趙蕾. 作物學(xué)報(bào). 2013(08)
[8]大田環(huán)境下轉(zhuǎn)植酸酶玉米對(duì)土壤酶活性的影響[J]. 張林森,楊正友,孫紅煒,李凡,楊淑珂,段麗君,路興波. 山東農(nóng)業(yè)科學(xué). 2013(04)
[9]轉(zhuǎn)基因植物非預(yù)期效應(yīng)檢測(cè)評(píng)價(jià)技術(shù)的發(fā)展[J]. 趙潔,劉峙,彭于發(fā),齊放軍. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報(bào). 2013(02)
[10]轉(zhuǎn)植酸酶玉米生育期及秸稈還田期根際微生物數(shù)量和細(xì)菌菌群多樣性[J]. 張林森,楊正友,孫紅煒,李凡,楊淑珂,段麗君,路興波. 山東農(nóng)業(yè)科學(xué). 2013(03)
本文編號(hào):3163195
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