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IJMS | 多组学联合解析二硫键异构酶对拟南芥根系生长的调控机制

发布时间：2024-07-24

球核苷酸二硫键异构酶（PDI，EC 5.3.4.1）是种硫醇-二硫键阳极氧化的的修复酶，在催化剂的能力底物球核苷酸中二混炼物的阳极氧化的的和重排中起着至关必要的能力。在苔藓植物中，PDI一般操作调种子网长出和成长，催进胚乳中贮存球血清的阳极氧化的的折叠式，同样助于蜂花粉的导致。虽然，PDI在根部生长期中的能力很久以前不能探究过。

2028年2月，东南二本大学刘亚楠项目团队在IJMS（IF=5.6）上先生发表了一篇“Integrated Transcriptome and Proteome Analysis Reveals the Regulatory Mechanism of Root Growth by Protein Disulfide Isomerase in Arabidopsis”的探析本文。该探析借助PDI小分子抑制剂16F16祛除PDI染色体，因而科研染色体欠缺对草本花卉的干扰。的结果表示，16F16整理清晰遏制拟南芥根部的产生。为着切实骤科研16F16整理的干扰，小说家食用转录组测序和TMT化学发光法血清质组学对整理过的根来了表述谱浅析。几组学综合浅析阐明了16F16整理下拟南芥幼芽根部减小的干预在线，主要是所涉苯丙烷生物技术合成图片和草本花卉雌激素数字信号转导路径。拜谱生物为该研究成果提供了转录组测序和TMT定量蛋白质组学技术，这项研究增强了我们对PDIs在拟南芥根系生长中的重要作用的理解，并为16F16处理后根部缩短的调节机制提供了见解。

文章名称：Integrated Transcriptome and Proteome Analysis Reveals the Regulatory Mechanism of Root Growth by Protein Disulfide Isomerase in Arabidopsis（IJMS，IF=5.6，2024.3）

客户单位：西北大学

研究材料：拟南芥

拜谱提供技术：转录组测序、TMT定量蛋白质组学

研究结果

16F16胁迫会抑制拟南芥根系生长

为了让与探讨16F16处里对植株繁殖的会影响，开展了植株伸展的的用药量体现试验报告。结杲反映出16F16处里对拟南芥植株繁殖有强势控加工用，且跟随16F16氧化还原电位的增高，对植株的控加工用随着减弱。

差异表达基因（DEGs）和差异表达蛋白（DEPs）的分析及亚细胞定位

作著经由对16F16清理组和对应组来进行转录组测序表明，16F16清理后共出994个不同体现dna遗传，在当中330个dna遗传上涨，664个dna遗传上涨。上涨dna遗传的数据欧亚于上涨体现dna遗传的数据。然而，能够推断出16F16清理后PDI抗逆性的减弱性会造成其他涉及血清的申缩深受反应，然而减弱性了涉及dna遗传体现的趋势分析（图1A）。考虑到进这一步研究探讨拟南芥根拉长的原子新机制，运用TMT核膳食纤维组学深入分析了比对组和操作组范围内核膳食纤维谱的改变。共鉴别出120个DEPs，其中的53个调涨核淀粉酶和6七个下降核淀粉酶，出现3个与拟南芥根茎生长相关内容的DEPs均下降（图1B）。

亚神经元品牌定位是定核蛋白性能的重要影响因素。选择Uniprot的网站对DEPs的亚人体細胞导航分析功能实行分析。随着分析效果，DEPs首要隶属于膜（33,40.24%）和胞质溶胶（13,15.85%）。DEPs首要导航定隶属于人体細胞膜此种情况进三步能够了事先的感觉。所以说，导航定隶属于膜的DEPs对16F16外理有发生反应，并也许影晌拟南芥苗芽的根长成长发育（图1C）。

图1|DEGs和DEPs的概述还有DEPs的亚组织细胞确定

(图源：Liu Y., et al., IJMS., 2024)

差异表达基因和差异表达蛋白质的通路分析

为的研究拟南芥植株在16F16治理后的监测策略，顺利采用GO生物学学含有分折对DEGs和DEPs的职能共同点确定划区分开。谈谈转录组测序，GO划区分开結果现示，BP专业类别中特殊生物学学含有的DEGs注音为“对促进的表现”、“对各种压力的表现”和“对物理的表现”，什么是遗传表观遗传数分开为344个、237个和194个（图2A）。所述生物学学历程中调低什么是遗传表观遗传的比列很高，揭示16F16治理机会主要的顺利采用减弱与促进表现、胁迫表现和物理表现有关的历程来降底草木对胁迫的表现。KEGG预警径路分折揭示，DEGs在“苯丙烷生物学学镶嵌”、“草木-副猪嗜血杆菌体主动角色”、“草木肾上腺素预警转导”、“面粉和白砂糖分解代谢”和“MAPK预警预警径路-草木”等行业中生物学学含有。除草木肾上腺素预警转导预警径路外，别的4种预警径路中调低什么是遗传表观遗传较多（图2B）。

根据蛋白质组学结果数据分析出现，KEGG中明显含有的前10个是“苯丙烷类生态学分解”、“光合能力”、“一些作物次生细胞消化吸收物的生态学分解”、“次生细胞消化吸收物的生态学分解”或者“细胞消化吸收途经”（图2D）。

图2|对比讲解形容什么是基因和对比讲解形容血清质的径路讲解、

(图源：Liu Y., et al., IJMS., 2024)

蛋白质组学和转录组学联合分析

因为阐释DEGs和DEPs期间的相关的性，作著对转录组和球膳食纤维组来使用了联和分折。共探测到16个总共有DEGs，19个DEGs表达出方法发展相同之处，4个DEGs表达出方法发展颠倒。陆陆续续来使用了KEGG丰度分折，报告得出结论DEGs和DEPs角度丰度了苯丙烷类生物体学获得有效有效方法，已经得出结论苯丙烷类生物体学获得有效有效方法是直接影响拟南芥苗芽根部生长发育的根本有效有效方法（图3)。

图3|转录组和淀粉酶组的聯合定量分析

(图源：Liu Y., et al., IJMS., 2024)

拜谱小结

为了研究PDI对拟南芥根发育的影响，作者用16F16对拟南芥进行应激处理，通过多组学分析以及遗传学、细胞生物学和生物化学实验，发现拟南芥根系的生长和发育受16F16的抑制且呈现剂量依赖性。本研究揭示了AtPDIs在根系生长发育中的潜在功能和机制，为未来PDI在拟南芥或其他植物中的功能研究奠定了基础。这一过程中拜谱生物提供了转录组测序、TMT定量蛋白质组学技术，拜谱生物可提供完善成熟的转录组学、蛋白组学、代谢组学以及多组学联合分析等组学技术服务产品体系，助力发表高分文献，欢迎致电咨询！

参考文献：Liu Y, Song P, Yan M, Luo J, Wang Y, Fan F. Integrated Transcriptome and Proteome Analysis Reveals the Regulatory Mechanism of Root Growth by Protein Disulfide Isomerase in Arabidopsis. Int J Mol Sci. 2024 Mar 22;25(7):3596. doi: 10.3390/ijms25073596

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