【作者】張晗星 錢正明 蘇堯 劉杏忠 李文佳 董彩虹
【機構】中國科學院微生物研究所真菌學國家重點實驗室廣東東陽光藥業有限公司國家中醫藥管理局重點研究室宜昌山城水都冬蟲夏草有限公司
【摘要】本文選定冬蟲夏草寄主昆蟲幼蟲(S1)、僵蟲(S2)、子座初期(子座<1cm,S3)、子座早期(1cm<子座<3cm,S4)、成熟冬蟲夏草(子座>7cm,S5)、商品冬蟲夏草菌核(S6)、商品冬蟲夏草子座(S7)及商品冬蟲夏草(中期子座≈5cm,S8)8個樣品,用定量蛋白質組學方法 i TRAQ分析技術對冬蟲夏草不同生長發育階段的差異蛋白質組進行比較。共計獲得9 924個不同肽段,鑒定到1 809個蛋白質,其中差異比值1.5倍以上,P<0.05蛋白個數506個,以商品冬蟲夏草樣本(S8)為參照,比較差異蛋白數量,寄主幼蟲(S1)、僵蟲(S2)、子座初期(S3)、子座早期(S4)、成熟冬蟲夏草(S5)、商品冬蟲夏草菌核(S6)及商品冬蟲夏草子座(S7)階段差異蛋白數分別為104、102、34、35、49、46和136個,說明昆蟲幼蟲、僵蟲及子座與商品冬蟲夏草樣品差異顯著。對鑒定蛋白質數據進行了主成分分析(principal component analysis,PCA),在第三主成分(component 3)上的顯著差異,表明成熟冬蟲夏草(S5)的蛋白組成不同于商品蟲草,說明成熟蟲草品質下降。層次聚類(hierarchy clustering)分析結果表明所有樣品分為兩支,僵蟲(S2)和商品冬蟲夏草菌核(S6)與寄主幼蟲(S1)聚在了一個分支上,而不同發育階段樣品(S3、S4和S5)與商品蟲草子座(S7)聚在一個分支上,說明商品冬蟲夏草菌核中還殘留有寄主昆蟲蛋白。冬蟲夏草菌核部位的蛋白到子座部位的蛋白呈現由寄主幼蟲蛋白向真菌蛋白發育過渡的聚類關系。子集嵌套關系同步子實體生長發育階段蛋白組成變化隨時間的程序性變化的規律。K-均值(K-means)聚類和Gene ontology(GO)注釋分析,提供了冬蟲夏草成熟過程中能量代謝通路的變化趨勢以及與真菌侵染昆蟲和有性生殖相關蛋白質信息。研究結果為理解寄主昆蟲對冬蟲夏草功能的潛在貢獻、子實體形成和發育的分子機制提供借鑒,并為蛋白質組作為冬蟲夏草質量標準提供了科學參考。
【基金】國家自然科學基金(31572179)； 山西省煤基重點科技攻關項目設施食用菌高效碳循環研究與示范(FT2014-03-01)~~；
【關鍵詞】冬蟲夏草; 蛋白質組; i TRAQ; 二維液相色譜串聯質譜; 生物信息學;