Proteomics analysis to understand the ABA stimulation of wound suberization in kiwifruit
发表期刊： Journal of Proteomics
影响因子： 3.914
发表单位： 浙江大学
技术手段： iTRAQ蛋白质组定量分析（联川生物提供）
研究背景
创伤通常发生在新鲜水果收获后，并会引发一系列的生理和防御反应以防止进一步的损害。创伤诱导的栓质作为保护性愈合屏障沉积在马铃薯块茎、栓皮栎树和番茄果实的伤口表面。
伤口愈合是一个复杂的生物化学和结构过程，从氧化迸发开始，然后在伤口表面进行二次代谢。作为对伤害的反应，马铃薯块茎会产生活性氧（ROS），例如与栓质化有关的超氧化物和过氧化氢。植物激素被认为是植物创伤反应的调节者。脱落酸（ABA）被证明与马铃薯块茎伤口愈合过程有关。在拟南芥根，马铃薯块茎和番茄果实中已报道伤口栓质积累中ABA的升高。在马铃薯块茎伤口愈合过程中，外源ABA可以诱导包括苯丙氨酸解氨酶（PAL），过氧化物酶（POD）和羟基脂肪酸脱氢酶在内的栓质生物合成相关酶的活性。
猕猴桃是一种营养丰富，口感宜人的水果。但在收获，运输和储存过程中易受到创伤，造成采后变质。快速愈合对于保护采后受损果实质量非常重要。本研究发现，在猕猴桃中也能观察到由创伤引起的栓质化。本研究阐明了在调控猕猴桃伤口愈合中ABA的潜在作用及蛋白质组学调控机制。
材料与方法
创伤后基于快速栓质化的愈合作用对植物起到保护作用，可防止进一步的损伤。本研究通过结合GC-MS和iTRAQ技术，探讨了ABA介导猕猴桃伤口栓质化的内在机制。利用甲苯胺蓝栓质染色法测定了外源脱落酸（ABA）对采后猕猴桃创面愈合的促进作用，并测定了伤口组织中辛硫酚酚类化合物和脂肪族化合物的含量。为了揭示ABA在伤口栓质化过程中的调控作用，进行了基于iTRAQ和qRT-PCR技术的比较定量蛋白质组学和转录组学分析。
取材：收集大小、形状以及成熟度均匀（可溶性固形物含量8.0±0.2％，硬度60.5±2.0N）的猕猴桃果实。将果实浸入0.5％（v / v）次**钠溶液中进行表面消毒3分钟后取出，去离子无菌水洗涤后室温晾干。用无菌手术刀将水果纵向切成两半，形成伤口。将半个果实随机分成两组，每组40个半果，然后在真空容器中分别用0.5mM ABA（3L去离子水中含0.441g ABA）和去离子水（对照）在0.05MPa下处理果实30秒。处理后，将半果置于20℃黑暗培养箱中。孵化48小时后，用刀片从切割表面分离伤口组织（约5mm厚的伤痕外层），-80℃保存备用。
在蛋白质组学水平上，总共有95种蛋白质在ABA处理组和对照组之间表现出不同的丰度，包括29种下调蛋白质和66种上调蛋白质。蛋白质相互作用KEGG分析显示，ABA主要影响与创伤栓质化相关的抗氧化系统，苯丙素代谢和脂质代谢。基于蛋白质组学分析数据，利用qRT-PCR分析验证了编码11个候选蛋白质的基因差异表达情况。GSH-Px，MDHAR，SOD，APX，POD，PAL，CCR，PPO，CYP86B1，DGGT和KCS11可能是ABA通过介导抗氧化系统，苯丙素代谢和脂质代谢来刺激伤口栓质化的关键酶。
图 ABA促进猕猴桃伤口愈合的生物途径示意图
研究结论
通过HPLC，GC-MSD和iTRAQ蛋白质组学方法研究了猕猴桃ABA介导的伤口愈合过程。伤口组织中SPP和SPA的组分含量随着外源ABA的增加而增加。包括抗氧化系统，苯丙素代谢和脂质代谢在内的与栓质化相关的三种富集途径被认为与ABA介导的创伤栓质化有关。抗氧化系统中GSHPx和POD、苯丙素代谢中的CCR以及脂质代谢中的CYP86B1和KCS11的转录水平显著增加。因此，ABA可通过激活SOD，GSH-Px，POD，MDHAR，PAL，CCR，KCS11和CYP86B1等酶，促进伤口诱导的栓质化，从而加强抗氧化系统，苯丙素代谢和脂质代谢。本研究为猕猴桃伤口愈合代谢机制提供了新线索。
参考文献
Han X, Lu W, Wei X, et al. Proteomics analysis to understand the ABA stimulation of wound suberization in kiwifruit[J]. Journal of Proteomics, 2018, 173:42-51.
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