東海原甲藻對(duì)磷缺乏和添加的蛋白質(zhì)組響應(yīng).pdf

1、磷(Phosphorus，P)是海洋浮游植物生長(zhǎng)的限制因子，影響海洋初級(jí)生產(chǎn)力。東海原甲藻（Prorocentrum donghaiense，P.donghaiense）是引起我國(guó)近海有害藻華的主要甲藻。目前有關(guān)磷對(duì)甲藻生長(zhǎng)影響的研究已有很多報(bào)道，但主要集中在生理生態(tài)層面，對(duì)甲藻在磷限制條件下及其補(bǔ)充響應(yīng)的分子機(jī)理方面了解較少。
　　本論文以P.donghaiense為研究對(duì)象，運(yùn)用基于質(zhì)譜的定量蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)一串聯(lián)質(zhì)譜標(biāo)記(Ta

2、ndem mass tag，TMT)，并結(jié)合相應(yīng)的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)，比較研究了P.donghaiense在磷缺乏和不同形態(tài)磷補(bǔ)充條件下蛋白質(zhì)的差異表達(dá)，鑒定、篩選差異表達(dá)蛋白，確認(rèn)參與磷調(diào)控的蛋白質(zhì)及相關(guān)的生物學(xué)過(guò)程，從蛋白質(zhì)組角度探討了東海原甲藻對(duì)環(huán)境中磷營(yíng)養(yǎng)變動(dòng)的適應(yīng)和響應(yīng)機(jī)制。主要研究結(jié)果如下:
　　(1)P.donghaiense可適應(yīng)一定程度的磷缺乏并能利用細(xì)胞內(nèi)“儲(chǔ)備磷”為細(xì)胞生長(zhǎng)和生存提供磷源。磷缺乏的P.donghaie

3、nse細(xì)胞對(duì)溶解無(wú)機(jī)磷(Dissolvedinorganic phosphorus，DIP)和溶解有機(jī)磷（Dissolved organic phosphorus，DOP）添加響應(yīng)迅速，表明P.donghaiense細(xì)胞可能存在有機(jī)磷的高效利用機(jī)制，可利用有機(jī)磷作為細(xì)胞生長(zhǎng)的磷源;
　　(2)磷脅迫條件下，P.donghaiense細(xì)胞中的堿性磷酸酶(Alkalinephosphatase，AP)被大量誘導(dǎo)。細(xì)胞生長(zhǎng)、磷濃度、堿性

4、磷酸酶活性和光合系統(tǒng)Ⅱ最大光化學(xué)量子產(chǎn)量的變化在無(wú)機(jī)和有機(jī)磷添加細(xì)胞中沒(méi)有顯著差異，表明P.donghaiense對(duì)DIP和DOP的利用沒(méi)有顯著差異。
　　(3)運(yùn)用TMT技術(shù)結(jié)合相應(yīng)的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)庫(kù)從P.donghaiense中鑒定到3，159個(gè)可信蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)定量結(jié)果表明，P.donghaiense中參與核糖體、剪接體、RNA轉(zhuǎn)運(yùn)、糖酵解等相關(guān)過(guò)程的蛋白質(zhì)數(shù)量最多。
　　(4)磷缺乏條件下，P.donghaiense細(xì)胞

5、對(duì)DIP和DOP的添加響應(yīng)迅速，蛋白質(zhì)組響應(yīng)存在一定差異但并不明顯。相較于磷缺乏的P.donghaiense細(xì)胞，添加無(wú)機(jī)磷和有機(jī)磷后細(xì)胞中參與核糖體、類胡蘿卜素代謝、卟啉和葉綠素代謝、次級(jí)代謝產(chǎn)物生物合成等生物學(xué)過(guò)程的蛋白質(zhì)表達(dá)上調(diào);而參與溶酶體、淀粉和蔗糖代謝等生物學(xué)過(guò)程的蛋白質(zhì)表達(dá)下調(diào)，表明磷營(yíng)養(yǎng)鹽變動(dòng)影響了東海原甲藻蛋白質(zhì)合成、光合作用、能量代謝。添加無(wú)機(jī)磷后，氮代謝以及丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸的代謝過(guò)程加強(qiáng)，而添加有機(jī)磷后，光