160 21(2) 4.2蛋白质组学分析 基因组计划的实现确定了生物有机体全体基因序列，但它并不能直接提供认识各种生理过 程的分子基础，其间必须研究这些过程的执行体一一蛋白质这一重要环节。蛋白质组学分析 (proteomics)台在解决这一问题。蛋白质组分析以双向凝胶(2D-gel)电泳和质谱(mass spectrometry)分析为其技术基础，进行蛋白质分离、丰度检测及蛋白质鉴定等（成海平和钱小 红，2000)。 Gallardo等(2001)以干燥成熟的拟南芥种子为研究对象，通过上述方法对种子休眠和萌发 时程讲行蛋白质组分析，共分离得到1300种蛋白质，分为5种类型.其中有74种蛋白质在种子 吸胀阶段或在胚突破过程中改变了丰度。另外，除一些以前已经确认和萌发有关的蛋白质被识 别外，他们也新发现了一些与萌发有关的蛋白质（如肌动蛋白异构体和WD-40重复蛋白）。 肌动蛋白(ctn)是细胞骨架的基本组成部分，参与许多细跑过程，如细跑质流动、细胞 分化、细胞延长、顶点生长和细胞极性建成(Kost et al.,1999).拟南芥肌动蛋白基因家族 有10个成员，它们在种子发育的不同阶段有不同的表达。其中ACT7是下胚轴和种皮中惟一的 活性基因(McDowel1etal.,1996),此外，与一个报告基因相关的ACT7启动子在种子萌发 中高丰度表达，因此McDowell认为ACT7表达对种子萌发和/或下胚轴生长是必需的.Santoni 等(1994)发现一种肌动蛋白异构体可能对细胞伸长有一些作用，因为这种蛋白的表达和下胚 轴伸长过程密切相关.Ga11ardo等(2001)通过蛋白质组分析，在种子萌发过程中发现Actin7 蛋白，从而在蛋白质层面上进一步证实了上述结论。 种子引发处理（又称萌发前处理）对促讲许多种类种子的萌发效果很好。但引发处理如何 解除休眠和促进萌发，这些处理是否提升大分子物质的合成量（如NA或蛋白质或多聚核糖 体)，是否使大分子物质发生质的改变，或者二者兼而有之。目前这些问题在分子生物学的层 面上仍然没有明确的答案。 Ga11ardo等(2001)以拟南芥为模式植物进行了引发处理的蛋白质组分析，发现三种与引发 处理有关的多肽含量增加，并鉴别为12s-cruciferinB亚单位降解产物.同样的现象在甜菜种子 中也被发现(Job et al.,1997),这有力地说明引发处理引起相似的过程，即不同植物种子贮 藏物质的动员De Castro等(2O00)在引发处理过程中也发现微管蛋白(microtubulin)亚单位的 聚集，诸如此类的微管蛋白的聚集现象在很多种植物的种子都已经被观察，推测可能与细胞周 期有关。相反，在引发处理中研究者还没有发现a-微管蛋白的聚集.Gallardo等在干湿处理过 程中还识别了一类特异性蛋白，它是一种过氧化氢酶异构体，其含量在干湿处理中增加，并且 在环根出现时继续增加。引发处理导致了多肽酶的聚集，包括过氧化氢酶(CAT)、过氧化物 酶(P0D)和超氧化物歧化酶(S0D)(吴晓珍和傅家瑞，1997)。这也许和千湿处理引起氧 胁迫反应而在细胞内产生自由基有关，而生物体中氧自由基的主要消除系统是CAT、SOD和 POD(又称保护酶系统).Wehmeyer.和Vierling(2OO0)在渗透法处理的种子中发现分子量为 17.4kD和17.7kD的低分子量热激蛋白丰度增加：与此相反，无渗透胁迫的种子中的低分子量热 激蛋白丰度在种子萌发中很快下降这表明了高渗透势引起的水分胁迫导致蛋白质合成发生了 质的特异性变化.这种变化可能是与发育有关的蛋白质和RNA合成下降，而与萌发/生长有 关的蛋白质和mRNA合成增加160 21(2) 4 .2 蛋白质组学分析 基因组计划的实现确定了生物有机体全体基因序列，但它并不能直接提供认识各种生理过 程的分子基础，其间必须研究这些过程的执行体——蛋白质这一重要环节。蛋白质组学分析 （proteomics）旨在解决这一问题。蛋白质组分析以双向凝胶（2D-gel）电泳和质谱（mass spectrometry）分析为其技术基础，进行蛋白质分离、丰度检测及蛋白质鉴定等（成海平和钱小 红，2000)。 Gallardo 等（2001）以干燥成熟的拟南芥种子为研究对象，通过上述方法对种子休眠和萌发 过程进行蛋白质组分析，共分离得到1 300种蛋白质，分为5种类型。其中有74种蛋白质在种子 吸胀阶段或在胚突破过程中改变了丰度。另外，除一些以前已经确认和萌发有关的蛋白质被识 别外，他们也新发现了一些与萌发有关的蛋白质（如肌动蛋白异构体和WD-40重复蛋白）。 肌动蛋白（actin）是细胞骨架的基本组成部分，参与许多细胞过程，如细胞质流动、细胞 分化、细胞延长、顶点生长和细胞极性建成（Kost et al.，1999）。拟南芥肌动蛋白基因家族 有10个成员，它们在种子发育的不同阶段有不同的表达。其中ACT7是下胚轴和种皮中惟一的 活性基因（McDowell et al.，1996）。此外，与一个报告基因相关的ACT7启动子在种子萌发 中高丰度表达。因此McDowell认为ACT7表达对种子萌发和/或下胚轴生长是必需的。Santoni 等（1994）发现一种肌动蛋白异构体可能对细胞伸长有一些作用，因为这种蛋白的表达和下胚 轴伸长过程密切相关。Gallardo等（2001）通过蛋白质组分析，在种子萌发过程中发现Actin 7 蛋白，从而在蛋白质层面上进一步证实了上述结论。 种子引发处理（又称萌发前处理）对促进许多种类种子的萌发效果很好。但引发处理如何 解除休眠和促进萌发，这些处理是否提升大分子物质的合成量（如RNA或蛋白质或多聚核糖 体），是否使大分子物质发生质的改变，或者二者兼而有之。目前这些问题在分子生物学的层 面上仍然没有明确的答案。 Gallardo等（2001）以拟南芥为模式植物进行了引发处理的蛋白质组分析，发现三种与引发 处理有关的多肽含量增加，并鉴别为12s-cruciferin b亚单位降解产物。同样的现象在甜菜种子 中也被发现（Job et al.，1997），这有力地说明引发处理引起相似的过程，即不同植物种子贮 藏物质的动员。De Castro等（2000）在引发处理过程中也发现微管蛋白(microtubulin)亚单位的 聚集，诸如此类的微管蛋白的聚集现象在很多种植物的种子都已经被观察，推测可能与细胞周 期有关。相反，在引发处理中研究者还没有发现a-微管蛋白的聚集。Gallardo等在干湿处理过 程中还识别了一类特异性蛋白，它是一种过氧化氢酶异构体，其含量在干湿处理中增加，并且 在胚根出现时继续增加。引发处理导致了多肽酶的聚集，包括过氧化氢酶（CAT）、过氧化物 酶（POD）和超氧化物歧化酶（SOD）（吴晓珍和傅家瑞，1997）。这也许和干湿处理引起氧 胁迫反应而在细胞内产生自由基有关，而生物体中氧自由基的主要消除系统是 CAT、 SOD和 POD（又称保护酶系统）。Wehmeyer和Vierling（2000）在渗透法处理的种子中发现分子量为 17.4 kD和17.7 kD的低分子量热激蛋白丰度增加; 与此相反，无渗透胁迫的种子中的低分子量热 激蛋白丰度在种子萌发中很快下降。这表明了高渗透势引起的水分胁迫导致蛋白质合成发生了 质的特异性变化。这种变化可能是与发育有关的蛋白质和mRNA合成下降，而与萌发/生长有 关的蛋白质和mRNA合成增加