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Omicsbean 助力植物环境胁迫的分子机制研究,文章在EST上发表

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omicsbean 组学数据分析平台助力南京大学赵丽娟老师课题组进行植物环境胁迫的分子机制研究,文章主要研究C60富勒醇增强铜的毒性并改变黄瓜叶片代谢物和蛋白质的分布,文章发表在Environmental Science & Technology,影响因子6.6分。

植物需要应对不利于植物生长和发育的胁迫环境,这些不良的环境包括生物胁迫和非生物胁迫(例如干旱,高温,土壤中有毒金属毒害等)。不同的环境胁迫会引起植物在蛋白表达,代谢和生理性状等方面特异的反应,研究植物感受和响应环境胁迫的分子机制一直是组学科研的热点方向。

文章主要从代谢组和蛋白组两个组学方向来进行机制的研究,蛋白和代谢物差异筛选及差异蛋白的GO注释,KEGG注释,PPI分析等生物信息分析工作是使用软件omicsbean(http://www.omicsbean.cn)来完成。

代谢组中对不同样本的代谢物信号值进行PCAOPLSDA分析,结果如下图所示,A,B,C为不同浓度的富勒醇,为富勒醇对照组,D,E,F为不同浓度的铜中加入不同浓度的富勒醇,为铜胁迫组,从结果中可以看到富勒醇对照组样本聚集在一起,铜胁迫组样本聚集在一起,两组可以明显区分开。这说明铜胁迫会改变植物机体的代谢物的分布和产生,使得不同组中代谢物的表达发生差异。


蛋白组中分析富勒醇组与空白对照组间的差异(筛选标准FC > 1.2 or < 0.87; p ≤ 0.05,差异蛋白使用火山图表示如下图所示,共有165个蛋白上图,121个蛋白下调。差异蛋白使用omicsbean进行功能富集分析,PPI蛋白互作网络分析结果表明,有5个蛋白是跟能量代谢明显相关的,且不同表达量的蛋白分别是与光合作用、碳固定、能量代谢及抗胁迫相关的。这也进一步说明富勒醇会改变植物的生理代谢过程中蛋白的表达和分布,而发生表达变化的蛋白是与植物对抗环境胁迫相关的。



作者生物实验过程中的统计分析也证实上述分析结果,如下图所示,A,B,C为不同浓度的富勒醇对照组,D,E,F为不同浓度的铜中加入不同浓度的富勒醇,为铜胁迫组,从图中得出不同浓度的C60富勒醇的加入对铜胁迫并没有改善作用,铜的加入会引起叶片褪绿及衰老,C60富勒醇的加入会加剧这一衰退现象。


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