Plant Mol Biol:中国农业科学院水稻所张健研究团队发表水稻磷酸化
近日，《plant molecular BioLogy》在线发表了中国农科院张健研究员的研究结果。张健研究员领衔的水稻生殖发育创新团队利用最新的磷酸化肽段富集技术结合高效的液相二级质谱(LC-MS/MS)技术，分别在受精前和受精后3天和7天的种子中鉴定了2529, 2706和2709个磷酸化蛋白，其中2487个蛋白在种子发育过程中表现出显著差异的磷酸化模式。这些差异的磷酸化蛋白参与到多种激素的合成和信号传递途径、细胞的增殖和扩张以及种子的灌浆和品质形成的多个过程。博士研究生邱结华和侯雨萱博士为共同第一作者，张健研究员为通讯作者。
蛋白质翻译后修饰是重要的生物学调控机制。目前，已报道的蛋白质翻译后修饰多达300多种，其中蛋白质磷酸化存在最为广泛，研究最为深入。据报道，植物中超过三分之一的蛋白为磷酸化蛋白，其功能涉及到植物的生长、发育、抗逆、抗病等多个方面。虽然在拟南芥等模式植物中已有大量的研究，但水稻中磷酸化蛋白质的研究却相当滞后。目前已鉴定的水稻磷酸化蛋白仅有3000-4000个，且大部分功能未知。该研究成果不但表明磷酸化可能是翻译后蛋白质行使生物学功能的重要调控开关，增进了我们对水稻种子发育过程的磷酸化调控机制的了解，也为进一步研究这些磷酸化蛋白质的功能指明了方向。
此外，该团队和我所水稻病理研究团队合作研究发现蛋白磷酸化同样参与水稻抗病的重要信号途径。采用磷酸化肽段富集技术结合高效的液相二级质谱(LC-MS/MS)技术，在白叶枯病菌(zhe173)侵染前和侵染后24h的水稻抗白叶枯品种IRBB5中分别鉴定了来源于1334和1297个磷酸化蛋白的2367 和 2223 个磷酸化位点，其中762个为差异磷酸化蛋白。这些差异磷酸化的蛋白包含许多抗病相关蛋白，这暗示着蛋白质磷酸化是一种重要的抗病调控机制。这一研究结果于今年6月发表在《BMC Plant biology》，该研究得到中国农科院科技创新工程的资助，侯雨萱博士为第一作者，张健和黄世文两位研究员为通讯作者。
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quantitative phosphoproteomic analysis of early seed development in rice (Oryza sativa L.)
原文摘要：
Rice (Oryza sativa L.) seed serves as a major food source for over half of the global population. Though it has been long recognized that phosphorylation plays an essential role in rice seed development, the phosphorylation events and dynamics in this process remain largely unknown so far. Here, we report the first large scale identification of rice seed phosphoproteins and phosphosites by using a quantitative phosphoproteomic approach. Thorough proteomic studies in pistils and seeds at 3, 7 days after pollination resulted in the successful identification of 3885, 4313 and 4135 phosphopeptides respectively. A total of 2487 proteins were differentially phosphorylated among the three stages, including Kip related protein 1, Rice basic leucine zipper factor 1, Rice prolamin box binding factor and numerous other master regulators of rice seed development. Moreover, differentially phosphorylated proteins may be extensively involved in the biosynthesis and signaling pathways of phytohormones such as auxin, gibberellin, abscisic acid and brassinosteroid. Our results strongly indicated that protein phosphorylation is a key mechanism regulating cell proliferation and enlargement, phytohormone biosynthesis and signaling, grain filling and grain quality during rice seed development. Overall, the current study enhanced our understanding of the rice phosphoproteome and shed novel insight into the regulatory mechanism of rice seed development.
作者：张健
