李國龍，吳海霞，孫亞卿

（1內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，呼和浩特010018；2內(nèi)蒙古自治區(qū)水利科學(xué)研究院，呼和浩特010020）

蛋白質(zhì)組學(xué)在植物水分脅迫應(yīng)答中的應(yīng)用研究進展

李國龍1，吳海霞2，孫亞卿1

（1內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，呼和浩特010018；2內(nèi)蒙古自治區(qū)水利科學(xué)研究院，呼和浩特010020）

水分脅迫是影響植物生長發(fā)育的主要生長因子。通過蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)可對水分脅迫下植物差異變化的蛋白和基因進行挖掘，在研究植物抗旱生理機制方面意義重大?？偨Y(jié)了植物蛋白質(zhì)組學(xué)的基本方法與關(guān)鍵技術(shù)，同時從光合與碳代謝相關(guān)蛋白、抗氧化系統(tǒng)、滲透調(diào)節(jié)蛋白、熱激蛋白、胚胎發(fā)育晚期豐富蛋白、轉(zhuǎn)錄因子等方面綜述了近幾年國際上在植物水分脅迫蛋白質(zhì)組研究方面的進展，并展望了今后蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)發(fā)展的方向。

植物；蛋白質(zhì)組學(xué)；水分脅迫

水分脅迫等多種不利的環(huán)境因子是影響植物正常生長、發(fā)育的主要因素，導(dǎo)致植物生長受抑，產(chǎn)量降低，甚至死亡。植物主要通過兩種方式來響應(yīng)逆境脅迫：一是通過某種固有生理機制避開逆境脅迫，如種子成熟；二是通過某種主動可逆調(diào)控機制來增強對逆境的適應(yīng)［1-2］，而后者是植物抵抗逆境的主要方式。這種適應(yīng)機制通常是由于某些基因的表達(dá)發(fā)生變化，最終引起植物在轉(zhuǎn)錄組、蛋白質(zhì)組、代謝組水平上產(chǎn)生不同的應(yīng)答。目前一些研究已經(jīng)證實基因表達(dá)在轉(zhuǎn)錄水平上的變化常常與蛋白質(zhì)的變化并不一致［3-4］，因此準(zhǔn)確地從m RNA變化水平來推測細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)濃度變化是困難的。然而，蛋白質(zhì)作為基因功能的執(zhí)行者，直接參與植物對逆境的響應(yīng)。這種響應(yīng)不僅體現(xiàn)在代謝水平上酶種類和活性的直接變化，還體現(xiàn)在通過對轉(zhuǎn)錄與翻譯水平的調(diào)控，使得植物細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞骨架以及細(xì)胞內(nèi)諸多蛋白質(zhì)成分在結(jié)構(gòu)和功能上發(fā)生變化，進而調(diào)控植物對脅迫的適應(yīng)。因此，研究植物在逆境條件下蛋白質(zhì)水平上的反應(yīng)，對我們了解植物抗逆性生理機制有重要意義。利用蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)手段可對發(fā)生變化的潛在功能蛋白進行定性和定量鑒定，確定參與抗逆的相關(guān)因子，明確植物與逆境間的防御關(guān)系，是全面了解植物逆境脅迫機制的有力手段。為此，本文綜述了蛋白質(zhì)組學(xué)研究的基本方法以及近幾年在植物水分脅迫應(yīng)答研究中的最新研究進展，以期為今后植物應(yīng)答干旱脅迫研究提供參考。

1 蛋白質(zhì)組學(xué)研究的基本方法

1.1 蛋白質(zhì)檢測和分離手段

雙向電泳技術(shù)是目前進行蛋白質(zhì)組差異分離的經(jīng)典方法，在20世紀(jì)70年代產(chǎn)生并發(fā)展至今［5-6］。該技術(shù)基于蛋白質(zhì)的等電點和分子量的不同，通過等電聚焦將具有相同等電點的蛋白質(zhì)聚焦在某一特定位置，然后用聚丙烯酰胺凝膠電泳（SDS-PAGE）按分子量的不同將復(fù)雜蛋白混合物中的蛋白質(zhì)在二維平面上分開。然后對凝膠進行考馬斯亮蘭染色、銀染或熒光染色，利用相關(guān)軟件對電泳圖象進行分析。雖然該技術(shù)仍然是目前大規(guī)模分離蛋白質(zhì)的首選技術(shù)，但也存在一定程度的不足，如實驗結(jié)果可重復(fù)性不強，難以得到完全相同的分離結(jié)果；一些大分子、疏水蛋白、難溶性蛋白難以分離、檢測等［7-9］。

近年來，針對上述的不足，一系列新技術(shù)的介入為該研究方法提供了較好的補充與完善。熒光差異凝膠電泳（Differential gel electrophoresis，DIGE）是通過使用不同同位素與不同熒光染料同時標(biāo)記不同處理的蛋白，使得不同處理的多個樣品蛋白能夠在同一塊膠上被區(qū)分和鑒定，這樣極大地提高了實驗的靈敏度與可重復(fù)性，增強了結(jié)果的可靠性［10-13］。同時，為增加疏水蛋白的可溶性，一些高效的疏水蛋白助溶劑也在被不斷地改進和研發(fā)，如Brij、CHAPS和ASB14等［14］。對于一些質(zhì)量極端（很大或很?。?、疏水性很強或p H值很高的蛋白質(zhì)，不斷發(fā)展完善的MuD-PIT技術(shù)則采用了強陽離子交換與反相色譜相結(jié)合來分離、分析多肽，使得盡可能多的蛋白質(zhì)被分離、鑒定成為可能［14-16］。上述研究方法的發(fā)展已經(jīng)使蛋白質(zhì)定性研究趨于完善，但對體系內(nèi)蛋白質(zhì)進行精確的定量和鑒定仍難以實現(xiàn)，鳥槍法蛋白組技術(shù)克服了傳統(tǒng)策略對蛋白質(zhì)定量的諸多問題，成為繼雙向電泳技術(shù)之后一種敏感、準(zhǔn)確的定量蛋白質(zhì)變化的新方法，被稱為第二代蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)［17］。

最早由Gygi等［18］提出同位素親和標(biāo)簽技術(shù)（isotope affinity coded tag，ICAT）是一種能比較2個不同樣品中含半胱氨酸殘基的特異性蛋白的標(biāo)簽策略。分別通過重鏈和輕鏈標(biāo)記2組樣品后混合，經(jīng)液相色譜分離質(zhì)譜鑒定差異表達(dá)蛋白。ICAT標(biāo)記的肽段信號強度可對2組樣品中同一蛋白的相對豐度進行定量。ICAT技術(shù)可降低樣品的復(fù)雜性，但其對半胱氨酸殘基的特異性意味著那些有重要功能但不含半胱氨酸的蛋白將會被缺失。為了克服ICAT技術(shù)的這一主要局限，美國應(yīng)用生物系統(tǒng)公司（Applied Biosystems Incorporation，ABI）開發(fā)了一種新的、功能強大的絕對和相對定量研究方法，即同位素標(biāo)記相對和絕對定量技術(shù)（isobaric tags for relative and absolute quantification，iTRAQ）［19］。該技術(shù)可同時對8組樣品進行定性和定量分析，通過iTRAQ試劑對肽段N端及賴氨酸側(cè)鏈氨基標(biāo)記同重元素（isobaric），標(biāo)記后不同樣本間的同一蛋白表現(xiàn)為相同的質(zhì)荷比，而在二級質(zhì)譜中，肽段丟失平衡基團后信號離子表現(xiàn)為不同質(zhì)荷比的峰，根據(jù)波峰的高度及面積可以定量不同樣品間的同一蛋白［14，20］。細(xì)胞培養(yǎng)條件下穩(wěn)定同位素標(biāo)記技術(shù)（stable isotope labeling by amino acids in cell culture，SILAC）是另一種細(xì)胞培養(yǎng)的體內(nèi)標(biāo)記策略，該技術(shù)采用含有輕、重同位素型必需氨基酸的培養(yǎng)基進行細(xì)胞培養(yǎng)，細(xì)胞傳代若干代后，細(xì)胞內(nèi)蛋白被同位素穩(wěn)定標(biāo)記，將蛋白質(zhì)等量混合后進行分離和質(zhì)譜鑒定，根據(jù)一級質(zhì)譜圖中兩個同位素型肽段的面積比較進行相對定量。鑒于植物可利用硝酸鹽中的氮合成氨基酸，故在植物研究中常用15N-KNO3進行標(biāo)記，并已應(yīng)用到擬南芥的研究中，但該方法能否完全適合在植物細(xì)胞研究中應(yīng)用還存在爭議［21-22］。

蛋白質(zhì)芯片技術(shù)是一種高通量、高靈敏度、自動化程度高的蛋白質(zhì)分析技術(shù)，它可以用于研究蛋白與蛋白、蛋白與核酸之間的相互作用、蛋白質(zhì)的亞細(xì)胞定位以及蛋白質(zhì)功能的生物化學(xué)分析等，特別在不同翻譯后修飾蛋白質(zhì)的鑒定上應(yīng)用較多［23-24］。

1.2 質(zhì)譜鑒定

隨著John B.Fenn發(fā)明了電噴霧離子化（Electrospray ionization，ESI）質(zhì)譜，為利用質(zhì)譜分離生物大分子提供了可能［25］。目前，質(zhì)譜技術(shù)已成為了研究蛋白質(zhì)組學(xué)最重要的突破之一，已在蛋白質(zhì)組學(xué)研究中處于核心地位［26-27］。目前已成功應(yīng)用到包括蛋白的定量鑒定、蛋白互作研究、定量蛋白質(zhì)組學(xué)分析等方面。其基本原理是通過電離源將樣品分子離子化，然后根據(jù)不同離子間質(zhì)荷比（m/z）的差異來進行蛋白質(zhì)分離，并確定其分子量與等電點等參數(shù)。通常凝膠上的差異蛋白點先通過肽指紋圖譜（Peptide mapping fingerprint，PMF）鑒定，若要進一步鑒定，可用串聯(lián)質(zhì)譜（如MALDI-TOF-TOF和LC-ESI-QTOF）來測定肽段的氨基酸序列。目前隨著質(zhì)譜技術(shù)的進一步發(fā)展，出現(xiàn)了質(zhì)譜與標(biāo)記技術(shù)（如同位素標(biāo)記）結(jié)合，誕生了質(zhì)譜定量技術(shù)，該技術(shù)目前也被逐步推廣應(yīng)用并日趨完善?；谫|(zhì)譜蛋白質(zhì)組學(xué)定性和定量技術(shù)的逐步完善和普及，目前已在植物研究領(lǐng)域，包括蛋白新功能的揭示、逆境脅迫差異蛋白分析、蛋白質(zhì)修飾、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)分析等方面有著廣泛應(yīng)用［28-31］。

1.3 生物信息學(xué)

通過質(zhì)譜鑒定，雖可明確蛋白質(zhì)的種類，但不能明確這些蛋白在復(fù)雜的生物體活動中充當(dāng)什么角色，執(zhí)行什么功能，具有什么樣的空間構(gòu)象，具有哪些同源蛋白以及該些蛋白的具體屬性。而這些問題的解決則需借助生物信息學(xué)的輔助來得以完成。生物信息學(xué)是集生物學(xué)、計算機科學(xué)、數(shù)學(xué)、統(tǒng)計學(xué)為一體而形成的一門新興應(yīng)用科學(xué)。對于蛋白質(zhì)組生物信息學(xué)而言，主要內(nèi)容包括對高通量質(zhì)譜蛋白實驗數(shù)據(jù)分析并獲取對應(yīng)生物學(xué)信息，然后對獲取的生物學(xué)信息進行處理、分析和解釋，闡示所含生物學(xué)意義，進一步對蛋白質(zhì)的功能和結(jié)構(gòu)進行預(yù)測。而預(yù)測準(zhǔn)確性的高低則主要依賴于蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)庫的完善程度。因此，蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)庫是蛋白質(zhì)組生物信息學(xué)研究的基礎(chǔ)及其水平高低的標(biāo)志。目前常用的蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫有SwissProt、Tr EMBL、PIR、Ex-PASy、PDB、CITH、NRL-3D、HSSP、SCOP、Prosite、FSSP、NCBI、MISP等［32］。

2 植物水分脅迫應(yīng)答相關(guān)蛋白

干旱、半干旱面積約占全球耕地面積的一半左右，由于水分供應(yīng)不足而引發(fā)的作物減產(chǎn)絕收、植被退化、嚴(yán)重水土流失、生態(tài)環(huán)境惡化等現(xiàn)象頻發(fā)，水分脅迫已成為當(dāng)前影響植物特別是農(nóng)作物生長、發(fā)育的主要環(huán)境因子。日趨嚴(yán)重的水分脅迫問題已促使大量的科技工作者開始著眼于對植物水分脅迫應(yīng)答的相關(guān)研究。在眾多研究中，關(guān)于植物在水分脅迫條件下某些基因的上調(diào)或下調(diào)表達(dá)引發(fā)了相關(guān)蛋白質(zhì)甚至代謝水平表達(dá)發(fā)生變化的研究尤為引人關(guān)注［33］。而這些研究通常是借助蛋白質(zhì)組學(xué)研究手段來深入了解和揭示植物對水分脅迫的響應(yīng)機制。

2.1 光合作用與碳代謝相關(guān)蛋白

由于植物正常代謝活動在水分脅迫下受到影響，引起植物體內(nèi)某些關(guān)鍵蛋白質(zhì)的功能發(fā)生改變，導(dǎo)致植物光合作用強度發(fā)生變化［34］。近年來已有許多關(guān)于植物在水分脅迫下光合相關(guān)蛋白發(fā)生變化的報道，其中的核酮糖-1，5-二磷酸羧化酶/加氧酶（Rubisco）報道最多。以雙向電泳分離結(jié)合質(zhì)譜分析技術(shù)為手段，已陸續(xù)在水稻（Oryza sativa L.）、馬鈴薯（Solanum tuberosum L.）、鹽芥（Thellungiella halophila）、紅麻（Hibiscus cannabinus L.）等植物葉片發(fā)現(xiàn)水分脅迫下該酶的表達(dá)上調(diào)現(xiàn)象［35-38］；而在對水分脅迫下水稻幼苗胚芽鞘和小麥（Triticum aestivum L.）的蛋白分離和鑒定中卻發(fā)現(xiàn)光合相關(guān)蛋白捕光色素蛋白復(fù)合體（LHC）和PSⅡ放氧復(fù)合體（OEC）的表達(dá)呈現(xiàn)上調(diào)，并在抗旱材料內(nèi)大量積累，從而來幫助植物增強抗旱性，而Rubisco的大、小亞基卻呈現(xiàn)出表達(dá)下調(diào)的趨勢［39，40-43］。在對椰棗樹（Phoenix dactylifera）的蛋白分離和鑒定發(fā)現(xiàn)Rubisco大、小亞基、葉綠素a/b結(jié)合蛋白在干旱脅迫下均發(fā)生了顯著的變化［44］；而借助相同的研究手段對比研究不同抗旱性大麥（Hordeum vulgare L.）品種發(fā)現(xiàn)，水分脅迫下Rubisco、蘋果酸脫氫酶、乙醛酸丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶活性在抗旱性強的大麥品種中呈現(xiàn)出表達(dá)上調(diào)，而轉(zhuǎn)酮醇酶則呈現(xiàn)出降低的趨勢［45］。然而，抗旱大麥水分脅迫下Rubisco大亞基和部分光合作用相關(guān)酶表達(dá)下調(diào)的現(xiàn)象也有所報道［46］。諸多光合相關(guān)蛋白的參與以及規(guī)律的多樣性進一步表明植物抗旱機制的復(fù)雜性。在對水稻、小麥、玉米（Zea mays L.）、苜蓿（Medicago sativa）、西瓜（Citrullus lanatus）等不同植物在水分脅迫條件下蛋白質(zhì)的研究還發(fā)現(xiàn)，甘油醛-3-磷酸脫氫酶、ATP合成酶、NAD-蘋果酸脫氫酶、NADP-蘋果酸脫氫酶、1，7-二磷酸景天庚酮糖激酶、UDP-葡萄糖焦磷酸化酶、UDP-葡萄糖-6-脫氫酶、蔗糖合成酶、烯醇酶等諸多參與碳代謝的酶也發(fā)生了不同程度的差異表達(dá)變化［47-56］。植物體內(nèi)的光合作用和碳代謝非常復(fù)雜，涉及到非常龐大的蛋白質(zhì)體系，目前該領(lǐng)域仍處在持續(xù)的研究和深入的挖掘中。

2.2 活性氧清除體系

活性氧（ROS）是植物體內(nèi)正常氧代謝的副產(chǎn)物，具有很強的氧化活性。活性氧通常由代謝活性較高的細(xì)胞器產(chǎn)生，如葉綠體［57］、線粒體［58］、過氧化物酶體［59］。在正常情況下植物體內(nèi)的抗氧化系統(tǒng)如：超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化氫酶（CAT）、過氧物酶（APX）、谷胱苷肽-S-轉(zhuǎn)移酶（GST）會對體內(nèi)的活性氧進行調(diào)控并維持在適宜的水平［60］。目前研究認(rèn)為，活性氧的大量累積雖會對植物造成傷害，但同時在信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、防御應(yīng)答、適應(yīng)環(huán)境等方面也有重要作用［61］。通過蛋白質(zhì)組學(xué)手段研究報道最多的是超氧化物歧化酶（SOD），目前主要通過雙向電泳分離、同位素標(biāo)記相對和絕對定量技術(shù)（iTRAQ）及質(zhì)譜鑒定分析已對水稻、小麥、玉米、披堿草（Elymus sinosubmuticus）、松樹（Pinus）、青楊（Populus cathayana）、苜蓿、甜菜（Beta vulgaris L.）等植物的SOD在水分脅迫下的響應(yīng)進行了研究，幾乎所有的結(jié)果均表現(xiàn)為水分脅迫條件下植物體內(nèi)的SOD表達(dá)上調(diào)，其抗旱材料中上調(diào)表達(dá)程度更強，只有在脅迫程度非常嚴(yán)重的時候才開始出現(xiàn)表達(dá)下調(diào)［35，39，50，52，61-66］。

過氧物酶（APX）、谷胱苷肽-S-轉(zhuǎn)移酶（GST）常與SOD共同作用來維持植物體內(nèi)ROS在較低的水平。在水分脅迫條件下，通過雙向電泳對小麥、向日葵（Helianthus annuus）、玉米、苜蓿、甜菜、鷹嘴豆（Cicer arinum）、披堿草、大豆（Glycine max）的差異蛋白進行了分離鑒定，結(jié)果發(fā)現(xiàn)干旱可誘導(dǎo)APX、GST的表達(dá)上調(diào)，且抗旱性不同的材料間表達(dá)差異顯著［35，39，49，51，61-64，67-70］。在對水分脅迫下鹽芥的差異蛋白分離鑒定中還發(fā)現(xiàn)通過增強硫氧還蛋白的上調(diào)表達(dá)，來增強自由基清除能力，提高抗旱性［37］。目前對多種植物的大量研究已基本證實活性氧清除物質(zhì)的缺乏可能是導(dǎo)致植物水分敏感的主要原因之一。

2.3 滲透調(diào)節(jié)蛋白

在水分脅迫下，植物細(xì)胞可通過調(diào)整代謝反應(yīng)，為遭受逆境脅迫的植物提供能量和更多的可溶性物質(zhì)，在提高植物抗旱性方面具有重要的作用。在植物抵御水分脅迫時的能量調(diào)控非常重要。Oliver等［71］借助雙向電泳結(jié)合質(zhì)譜分析技術(shù)在對復(fù)原草（Sporobolus stapfianus）的研究發(fā)現(xiàn)，在30%的相對含水量條件下，復(fù)原草的ATP合成酶以及ATP合成酶CF1α亞基的表達(dá)量上調(diào)，使得水分脅迫下復(fù)原草體內(nèi)的ATP合成量增加，促進其抗旱性；同樣的結(jié)果也出現(xiàn)在對紅麻的研究，發(fā)現(xiàn)紅麻的耐旱性與其中1個ATP合酶β亞基明顯上調(diào)表達(dá)有關(guān)［38］。另外，在不同抗旱性花生（Arachis hypogaea）、棉花（Gossypium hirsutum L.）的蛋白質(zhì)差異表達(dá)研究中同樣證實抗旱材料ATP合成酶上調(diào)表達(dá)量顯著，ATP合成量明顯［72-73］。甲硫氨酸合成酶可參與提供單碳來源的甲基循環(huán)反應(yīng)，在該循環(huán)反應(yīng)中，甲硫氨酸進一步轉(zhuǎn)化為S-腺苷甲硫氨酸（SAM）。SAM為很多水分脅迫條件下生成的化合物如甜菜堿、甲基化的多元醇類等提供甲基。甜菜堿和甲基化的多元醇類物質(zhì)是可溶性物質(zhì)，可以在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)積累，調(diào)節(jié)水分脅迫下滲透平衡。關(guān)于鷹嘴豆幼苗和苜蓿根系的研究已表明，水分脅迫下甲硫氨酸合成酶表達(dá)量均表現(xiàn)為不同程度提高，這種在蛋白水平上的上調(diào)表達(dá)對提高植物的耐旱性發(fā)揮重要作用［53，69］。3-磷酸甘油醛脫氫酶（GAPDH）是糖酵解和糖異生過程中非常重要的一個酶。該酶活性的提高，會催化丙三醇上的碳進入到糖酵解途徑并形成ATP，為水分脅迫下植物生長提供能量，并為緩解滲透脅迫提供更多的可溶性物質(zhì)。目前已從水稻、小麥、牧草的研究中證實了水分脅迫下GAPDH表達(dá)量上調(diào)，進而可能通過緩解滲透脅迫來提高植物耐旱性［47-49，71］。

2.4 熱激蛋白

水分脅迫常會導(dǎo)致蛋白質(zhì)發(fā)生聚集或不正確的折疊，引發(fā)植物蛋白質(zhì)功能紊亂。因此，阻止這種現(xiàn)象的發(fā)生進而維持蛋白質(zhì)的正常功能對增強植物抗旱性至關(guān)重要。熱激蛋白（HSP）是一個大的蛋白家族，在正常條件和脅迫環(huán)境下來維持細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)穩(wěn)定性，幫助蛋白質(zhì)完成正確的折疊、翻譯和聚集［74-75］。目前已發(fā)現(xiàn)5個熱激蛋白家族：HSP100家族、HSP90家族、HSP70家族、HSP60家族、小HSP家族［76-77］。眾多研究已表明，植物暴露在水分脅迫環(huán)境下，通常會誘導(dǎo)熱激蛋白不同程度響應(yīng)。通過雙向電泳和熒光差異凝膠電泳（DIGE）對比分析水分脅迫下大麥的葉片發(fā)現(xiàn)，熱激蛋白HSP100和HSP90在不同抗旱品種間均顯示上調(diào)表達(dá)，而HSP70在不同抗旱品種中則呈現(xiàn)下調(diào)表達(dá)趨勢［78-79］。在對甜菜葉片的研究發(fā)現(xiàn)3個HSP70蛋白在水分脅迫下出現(xiàn)下調(diào)表達(dá)［64］。而對家山黧豆（Lathyrus sativus）蛋白質(zhì)組進行分析的結(jié)果卻表明干旱脅迫會誘導(dǎo)HSP70的上調(diào)表達(dá)［80］，同時通過雙向電泳在西瓜、披堿草的蛋白分離鑒定也發(fā)現(xiàn)水分脅迫下熱激蛋白的上調(diào)表達(dá)［62，81］。最近在對小麥的研究中也發(fā)現(xiàn)干旱脅迫會誘導(dǎo)抗旱小麥材料中HSP60和HSP90表達(dá)上調(diào)［82］。目前研究已基本明確了熱激蛋白會參與植物對水分脅迫的響應(yīng)，但不同植物顯示出不同的響應(yīng)方式，應(yīng)進一步去證實和完善。

2.5 胚胎發(fā)育晚期豐富蛋白（LEA）

LEA是30多年前最早在棉花種子內(nèi)被發(fā)現(xiàn)［83］，且以脫水素最為普遍。目前研究已發(fā)現(xiàn)水分脅迫下這類蛋白通常被激活，并通過穩(wěn)定細(xì)胞結(jié)構(gòu)和減少組織脫水來對逆境產(chǎn)生響應(yīng)或適應(yīng)，但關(guān)于它們的確切功能目前仍有許多未知［84］。憑借i TRAQ技術(shù)研究發(fā)現(xiàn)，干旱脅迫下3個不同抗旱性小麥材料脫水素COR410表達(dá)量明顯增強，特別在非抗旱性材料中尤為明顯［66］。在對7個冬小麥的研究中也發(fā)現(xiàn)脫水素的積累與水分脅迫之間存在相關(guān)關(guān)系，其中3個品種24 k D脫水素表達(dá)呈現(xiàn)顯著增強趨勢［85］，雖然其具體功能還不能夠明確，但推測該脫水素含量的增加在提高冬小麥對干旱的適應(yīng)中起到重要作用。通過雙向電泳分離并分析水稻幼苗水分脅迫條件下蛋白質(zhì)的變化也發(fā)現(xiàn)LEA被上調(diào)表達(dá)［50］；而對不同抗旱性大麥品種幼苗和成熟植株的研究發(fā)現(xiàn)，水分脅迫下抗旱大麥品種脫水素DHN3和DHN4含量明顯增加，而水分敏感品種未發(fā)生變化，認(rèn)為脫水素DHN3和DHN4可與其他抗旱相關(guān)指標(biāo)（如相對含水量）一并作為今后鑒定植物抗旱性強弱的參考依據(jù)之一［86］。目前，人們對LEA蛋白，特別是脫水素的研究還不是十分深入，還有許多爭議的問題存在，但在一定程度上已將LEA蛋白作為植物抗旱的分子標(biāo)記物。

2.6 其他相關(guān)蛋白

在水分脅迫下還涉及到一些特殊蛋白，這些蛋白的差異表達(dá)會導(dǎo)致植物體內(nèi)的次生代謝發(fā)生變化。如苯丙氨酸解氨酶（PAL），該酶是苯丙烷類代謝的關(guān)鍵酶和限速酶，也是苯丙烷類代謝途徑中最受關(guān)注的酶。關(guān)于該酶報道目前主要集中于對植物抗蟲、抗病的研究中，在干旱逆境脅迫方面僅有少量報道。研究發(fā)現(xiàn)干旱會誘導(dǎo)玉米葉片PAL表達(dá)量的上調(diào)，進而使玉米葉片的抗氧化能力得以提高［87］。人們也對比了不同抗旱性小麥在水分脅迫下PAL的變化，結(jié)果表明PAL活性與小麥抗旱性存在相關(guān)性，可作為小麥甚至其他作物抗旱育種的生理評價參考指標(biāo)［88］。其次，蛋白質(zhì)合成延伸因子（EF-Tu）作為分子伴侶和其他蛋白質(zhì)的保護成分，在蛋白質(zhì)生物合成的延伸階段起到重要作用［89］。目前這類蛋白報道主要集中在對極端溫度的脅迫適應(yīng)研究中，在對水分脅迫的應(yīng)答也有少量研究報道。曾經(jīng)有報道通過聚丙烯酰胺凝膠電泳和質(zhì)譜分析發(fā)現(xiàn)延伸因子EF-Tu的上調(diào)表達(dá)可增強玉米對高溫和干旱的耐受性［90］，而在苜蓿、西瓜根系也分別分離鑒定到EF-1、EF-2在水分脅迫條件下的不同表達(dá)［51，53］。另外，轉(zhuǎn)錄因子（TF）是調(diào)控基因表達(dá)的關(guān)鍵蛋白群體，其通過調(diào)控與序列的結(jié)合來調(diào)控目的基因的表達(dá)，目前一些植物轉(zhuǎn)錄因子家族已經(jīng)在逆境脅迫適應(yīng)中得到研究［91］。關(guān)于該蛋白因子在水分脅迫方面的研究已經(jīng)在小麥上有過報道，發(fā)現(xiàn)小麥?zhǔn)艿介L期干旱后，抗旱基因型材料體內(nèi)轉(zhuǎn)錄因子GmbZIP1、MYB表達(dá)增強，推測這些因子可能在小麥抗旱性增強方面起到關(guān)鍵調(diào)控作用［92］。目前的研究還發(fā)現(xiàn)水分脅迫下一些關(guān)聯(lián)于信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、結(jié)構(gòu)成分構(gòu)建的蛋白質(zhì)也發(fā)生變化，如有關(guān)水稻、大豆、小麥的研究報道G蛋白、G蛋白β亞基、鈣調(diào)素等在水分脅迫下呈現(xiàn)出差異性表達(dá)［50，88-89］，而對西瓜、松樹、大豆、復(fù)原草的蛋白組學(xué)研究表明肌動蛋白（Actin）、維管蛋白（Tubulin）等也會對水分脅迫產(chǎn)生響應(yīng)［47，67，93-95］。

3 展 望

通過蛋白質(zhì)組學(xué)方法在植物水分脅迫研究方面的應(yīng)用，已為植物適應(yīng)水分脅迫的蛋白質(zhì)調(diào)控機制提供了許多有價值的信息。然而，由于試驗設(shè)計、材料選擇、應(yīng)用技術(shù)等方面的限制，使得目前對該過程的認(rèn)識還很不完善，很多方面研究結(jié)果不完全一致甚至相反。同時，隨著玉米、大豆、水稻、擬南芥、甜菜等眾多植物基因組測序工作的相繼完成，也勢必對蛋白質(zhì)組學(xué)的研究手段和分析應(yīng)用提出新的要求。為了能夠更準(zhǔn)確快速地揭示植物響應(yīng)水分脅迫以及其它非生物脅迫的生理及分子機制，今后聚焦于多手段、多方面的深入、系統(tǒng)研究是必要的。一是在經(jīng)典2DE-MS技術(shù)使用的同時，提高第二代蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)在植物中的應(yīng)用，同時開展轉(zhuǎn)錄組學(xué)、代謝組學(xué)、基因組學(xué)與蛋白質(zhì)組學(xué)的整合研究。二是在關(guān)注逆境脅迫下差異表達(dá)蛋白質(zhì)研究的同時，通過對修飾蛋白的富集分離與質(zhì)譜分析，進一步關(guān)注蛋白質(zhì)的翻譯后修飾分析，因為包括蛋白質(zhì)磷酸化、甲基化、糖基化、泛素化等翻譯后修飾與細(xì)胞周期、信號傳導(dǎo)、細(xì)胞凋亡等諸多生物學(xué)問題密切相關(guān)。三是通過將蛋白質(zhì)芯片技術(shù)與噬菌體展示和酵母雙雜交技術(shù)結(jié)合，加快對蛋白質(zhì)相互作用的系統(tǒng)研究。

參考文獻：

［1］ LEVITT J.Responses of Plants to Environmental Stress（2nd Edition）［M］.New York，USA：Academic Press Inc，1980.

［2］ LARCHER W.Physiological plant ecology［M］.4th Edition.Berlin，Heidelberg：Springer Verlag，2003.

［3］ GYGI S P，ROCHON Y，F(xiàn)RANZA B R，et al.Correlation between protein and m RNA abundance in yeast［J］.Molecular and Cellular Biology，1999，19：1 720—1 730.

［4］ BOGEAT-TRIBOULOT M B，BROSCHéM，RENAUT J，et al.Gradual soil water depletion results in reversible changes of gene expression，protein profiles，ecophysiology，and growth performance in Populus euphratica，a poplar growing in arid regions［J］.Plant Physiology，2007，143：876—892.

［5］ KLOSE J.Protein mapping by combined isoelectric focusing and electrophoresis of mouse tissues.A novel approach to testing for induced point mutations in mammals［J］.Humangenetik，1975，26（3）：231—243.

［6］ OˊFARRELL P H.High resolution two-dimensional electrophoresis of proteins［J］.The Journal of Biological Chemistry，1975，250（10）：

4 007—4 021.

［7］ G?RG A，WEISS W，DUNN M J.Current two-dimensional electrophoresis technology for proteomics［J］.Proteomics，2004，4（12）：3 665—3 685.

［8］ SHAW M M，RIEDERER B M.Sample preparation for two-dimensional gel electrophoresis［J］.Proteomics，2003，3（8）：1 408—1 417.

［9］ G?RG A，OBERMAIER C，BOGUTH G，et al.The current state of two dimensional electrophoresis with immobilized p H gradients［J］. Electrophoresis，2000，21（6）：1 037—1 053.

［10］ MAROUGA R，DAVID S，HAWKINS E.The development of the DIGE system：2D fluorescence difference gel analysis technology［J］. Analytical and Bioanalytical Chemistry，2005，382：669—678.

［11］ ALBAN A，DAVID S O，BJORKESTEN L，et al.A novel experimental design for comparative two-dimensional gel analysis：two-dimensional difference gel electrophoresis incorporating a pooled internal standard［J］.Proteomics，2003，3：36—44.

［12］ ROSS P L，HUANG Y N，MARCHESE J N，et al.Multiplexed protein quantitation in saccharomyces cerevisiae using amine-reactive isobaric tagging reagents［J］.Molecular&Cellular Proteomics，2004，3：1 154—1 169.

［13］ HARTMAN N T，SICILIA F，LILLEY K S，et al.Proteomic complex detection using sedimentation［J］.Analytical Chemistry，2007，79： 2 078—2 083.

［14］ VON ZYCHLINSKI A，KLEFFMANN T，KRISHNAMURTHY N，et al.Proteome analysis of the rice etioplast：Metabolic and regulatory networks and novel protein functions［J］.Molecular&Cellular Proteomics，2005，4：1 072—1 084.

［15］ ALBAN A，DAVID S O，BJORKESTEN L，et al.A novel experimental design for comparative two-dimensional gel analysis：Two-dimensional difference gel electrophoresis incorporating a pooled internal standard［J］.Proteomics，2003，3：36—44.

［16］ WOLTERS D A，WASHBURN M P，YATES J R.An automated multidimensional protein identification technology for shotgun proteomics［J］.Analytical Chemistry，2001，73，5 683—5 690.

［17］ WU W W，WANG G，BAEK S J，et al.Comparative study of three proteomic quantitative methods，DIGE，cICAT，and iTRAQ，using 2D gel or LC-MALDI TOF/TOF［J］.Journal of Proteome Research，2006，5（3）：651—658.

［18］ GYGI S P，RIST B，GERBER S A，et al.Quantitative analysis of complex protein mixtures using isotope-coded affinity tags［J］.Nature Biotechnology，1999，17（10）：994—999.

［19］ ROSS P L，HUANG Y N，MARCHESE J N，et al.Multiplexed protein quantitation in Saccharomyces cerevisiae using amine-reactive isobaric tagging reagents［J］.Molecular&Cellular Proteomics，2004，3（12）：1 154—1 169.

［20］ CHOE L，DˊASCENZO M，RELKIN N R，et al.8-Plex quantitation of changes in cerebrospinal fluid protein expression in subjects undergoing intravenous immunoglobulin treatment for Alzheimerˊs disease［J］.Proteomics，2007，7（20）：3 651—3 660.

［21］ ENGELSBERGER W R，ERBAN A，KOPKA J，et al.Metabolic labeling of plant cell cultures with K（15）NO3 as a tool for quantitative analysis of proteins and metabolites［J］.Plant Methods，2006，2：14.

［22］ GRUHLER A，SCHULZE W X，MATTHIESEN R，et al.Stable isotope labeling of Arabidopsis thaliana cells and quantitative proteomics by mass spectrometry［J］.Molecular&Cellular Proteomics，2005，4：1 697—1 709.

［23］ ZHU H，SNYDR M.Protein chip technology［J］.Current Opinion in Chemical Biology，2003，7（1）：55—63.

［24］ LIU J，LI Y，GAO J，et al.The progress of the proteomic technology［J］.Space Medicine&Medical Engineering，2009，22（2）：151—156.

［25］ BJELLQVIST B，KRISTINA E K，RIGHETTI P G，et al.Isoelectric focusing in immobilized p H gradients：principle，methodology and some applications［J］.Journal of Biochemical and Biophysical Methods，1982，6（4）：317—339.

［26］ PANDEY］A，MANN M.Proteomics to study genes and genomes［J］.Nature，2000，405：837—846

［27］ BERETTA L.Proteomics from theclinical perspective：many hopes andmuchdebate［J］.Nature Methods，2007，4（10）：785—786.

［28］ KOMATSU S，WADA T，ABALEA Y，et al.Analysis of plasma membrane proteome in soybean and application to flooding stress response［J］.Journal of Proteome Research，2009，8（10）：4 487—4 499.

［29］ SEMANE B，DUPEA J，CUYPERS A，et al.Leaf proteome responses of Arabidopsis thaliana exposed to mild cadmium stress［J］.Plant Physiology，2010，167（4）：247—254.

［30］ HOSSAIN Z，NOURI M Z，KOMATSU S.Plant cell organelle proteomics in response to abiotic stress［J］.Journal of Proteome Research，2011，11（1）：37—48.

［31］ ELMORE J M，LIU J，SMITH B，et al.Quantitative proteomics reveals dynamic changes in the plasma membrane during Arabidopsis immune signaling［J］.Molecular&Cellular Proteomics，2012，doi：10.1074/mcp.M111.014555.

［32］ BAGINSKY S.Plant proteomics：Concepts，applications，and novel strategies for data interpretation［J］.Mass Spectrometry Reviews，2009，28（1）：93—120.

［33］ KOSOVáK，VíTáMVáS P，PRá?IL L T，et al.Plant proteome changes under abiotic stress-contribution of proteomics studies to understanding plant stress response［J］.Proteomics，2011，74（8）：1 301—1 322.

［34］ CHAVES M M，F(xiàn)LEXAS J，PINHEIRO C.Photosynthesis under drought and salt stress：regulation mechanisms from whole plant to cell［J］.Ann.Bot.，2009，103（4）：551—560.

［35］ SALEKDEH G H，SIOPONGCO J，WADE L J，et al.Proteomic analysis of rice leaves during drought stress and recovery［J］.Proteomics，2002，2（9）：1 131—1 145.

［36］ ZHANG Y T（章玉婷），ZHOU D Q（周德群），SU Y（蘇 源）et al.Proteome analysis of potato drought resistance variety in Ninglang182 leaves under drough stress［J］.Hereditas（遺傳），2013，35（5）：666—672（in Chinese）.

［37］ WANG R（王 榮），HAN X S（韓旭思），GAO F（高 飛）et al.Preliminary proteomic analysis of drought stress-responsive proteins in Thellungiella halophila leaves［J］.Acta Botanica Boreali-Occidentalia Sinica（西北植物學(xué)報），2012，32（3）：465—470（in Chinese）.

［38］ QI J M（祁建民），JIANG H Q（姜海青），CHEN M X（陳美霞）et al.Differential protein analysis of Kenaf leaves under drought stress［J］.Scientia Agricultura Sinica（中國農(nóng)業(yè)科學(xué)），2012，45（17）：3 632—3 638（in Chinese）.

［39］ ALI，G M，KOMATSU S.Proteomic analysis of rice leaf sheath during drought stress［J］.Journal of Proteome Research，2006，5（2）：396—403.

［40］ LI X P，MULLER-MOULE P，GILMORE M A，et al.PsbS-dependent enhancement of feedback de-excitation protects photosystem II from photoinhibition［J］.Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America，2002，99（23）：15 222—15 227.

［41］ CARUSO G，CAVALIERE C，F(xiàn)OGLIA P，et al.Analysis of drought responsive proteins in wheat（Triticum durum）by 2D-PAGE and MALDI-TOF mass spectrometry［J］.Plant Sciences，2009，177（6）：570—576.

［42］ RICCARDI F，GAZEAU P，JACQUEMOT M P，et al.Deciphering genetic variations of proteome responses to water deficit in maize leaves［J］.Plant Physiology and Biochemistry，2004，42（12）：1 003—1 011.

［43］ FAN F G（范鋒貴），JIN X F（金秀鋒），YE SH（葉 石）et al.Identification of differential expressed proteins responding to water-stress in seedling of wheat cultivar Jinmai47［J］.Journal of Triticeae Crops（麥類作物學(xué)報），2013，33（3）：566—572（in Chinese）.

［44］ HADDAD A，ABDULRAH MAN L A，KHALID O A，et al.Proteome analysis for understanding abiotic stress（salinity and drought）tolerance in date palm（Phoenix dactylifera L.）［J］.International Journal of Genomics，2015，http：//dx.doi.org/10.1155/2015/407165

［45］ ASHOUB A，BECKHAUS T，BERBERICH T，et al.Comparative analysis of barley leaf proteome as affected by drought stress［J］. Planta，2013，237（3）：771—781.

［46］ WENDELBOE-NELSON C，MORRIS P C.Proteins linked to drought tolerance revealed by DIGE analysis of drought resistant and susceptible barley varieties［J］.Proteomics，2012，12（22）：3 374—3 385.

［47］ LIU J X，BENNETT J.Reversible and irreversible drought-induced changes in the anther proteome of rice（Oryza sativa L.）genotypes IR64 and moroberekan［J］.Molecular Plant，2010，doi：10.1093/mp/ssq039.

［48］ HAJHEIDARI M，EIVAZI A，BUCHANAN B B，et al.Proteomics uncovers a role for redox in drought tolerance in wheat［J］.Journal of Proteome Research，2007，6（4）：1 451—1 460.

［49］ ARANJUELO I，MOLERO G，ERICE G，et al.Plant physiology and proteomics reveals the leaf response to drought in alfalfa（Medicago sativa L.）［J］.Journal of Experimental Botany，2010，62（1）：111—123.

［50］ KE Y，HAN G，HE H，et al.Differential regulation of proteins and phosphoproteins in rice under drought stress［J］.Biochemical and Biophysical Research Communications，2009，379（1）：133—138.

［51］ YOSHIMURA K，MASUDA A，KUWANO M，et al.Programmed proteome response for drought avoidance/tolerance in the root of a C（3）xerophyte（wild watermelon）under water deficits［J］.Plant and Cell Physiology，2008，49（2）：226—241.

［52］ ZHU J，ALVAREZ S，MARSH E L，et al.Cell wall proteome in the maize primary root elongationzone.II.region-specific changes in water soluble and lightly ionically boundproteins under water deficit［J］.Plant and Cell Physiology，2007，145（4）：1 533—1 548.

［53］ LARRAINZAR E，WIENKOOP S，WECKWERTH W，et al.Medicago truncatula root nodule proteome analysis reveals differential plant and bacteroid responses to drought stress［J］.Plant Physiology，2007，144（3）：1 495—1 507.

［54］ RICCARDI F，GAZEAU P，DE VIENNE D，et al.Protein changes in response to progressive water deficit in maize.Quantitative variation and polypeptide identification［J］.Plant Physiology，1998，117（4）：1 253—1 263.

［55］ LI X N，CAI J，LIU F L，et al.Physiological，proteomic and transcriptional responses of wheat to combination of drought or waterlogging with late spring low temperature［J］.Functional Plant Biology，2014，41（7）：690—703.

［56］ Kim S G，Lee J S，Kim J T，et al.Physiological and proteomic analysis of the response to drought stress in an inbred Korean maize line［J］.Plant Omics，2015，8（2）：159—168.

［57］ PFANNSCHMIDT T.Chloroplast redox signals：how photosynthesis controls its own genes［J］.Trends in Plant Science，2003，8（1）：33—41.

［58］ RASMUSSON A G，SOOLE K L，ELTHON T E.Alternative NAD（P）H Dehydrogenases of plant mitochondria［J］.Annual Review of Plant Biology，2004，55：23—39.

［59］ DEL RìO L A，CORPAS F J，SANDALIO L M，et al.Reactive oxygen species，antioxidant systems and nitric oxide in peroxisomes［J］. Journal of Experimental Botany，2002，53（372）：1 255—1 272.

［60］ GILL S S，TUTEJA N.Reactive oxygen species and antioxidant machinery in abiotic stress tolerance in crop plants［J］.Plant Physiology Biochemistry，2010，48（12）：909—930.

［61］ DAT J，VANDENABEELE S，VRANOVáE，et al.Dual action of the active oxygen species during plant stress responses［J］.Cellular and Molecular Life Sciences，2000，57（5）：779—795.

［62］ GAZANCHIAN A，HAJHEIDARI M，SIMA N K，et al.Proteome response of Elymus elongatum to severe water stress and recovery［J］.Journal of Experimental Botany，2007，58（2）：291—300.

［63］ COSTA P，BAHRMAN N，F(xiàn)RIGERIO J M，et al.Waterdeficit-responsive proteins in maritime pine［J］.Plant Molecular Biology，1998，38（4）：587—596.

［64］ HAJHEIDARI M，ABDOLLAHIAN-NOGHABI M，ASKARI H，et al.Proteome analysis of sugar beet leaves under drought stress［J］. Proteomics，2005，5（4）：950—960.

［65］ XIAO X，YANG F，ZHANG S，et al.Physiological and proteomic responses of two contrasting Populuscathayana populations to drought stress［J］.Physiologia Plantarum，2009，136（2）：150—168.

［66］ FORD K L，CASSIN A，BACIC A.Quantitative proteomic analysis of wheat cultivars with differing drought stress tolerance［J］.Front in Plant Science，2011，2：doi：10.3389/fpls.2011.00044.

［67］ ELHAM F，JAVAD G，SETSUKO K，et al.Comparative physiology and proteomic analysis of two wheat genotypes contrasting in drought tolerance［J］.Proteomics，2015，114：1—15.

［68］ MEHDI G，MAHMOUD T，MOSTAFA V，et al.Differential response of root proteome to drought stress in drought sensitive and tolerant sunflower inbred lines［J］.Functional Plant Biology，2013，40（6）：609—617.

［69］ BHUSHAN D，PANDEY A，CHOUDHARY M K，et al.Comparative proteomics analysis of differentially expressed proteins in chickpea extracellular matrix during dehydration stress［J］.Molecular&Cellular Proteomics，2007，6：1 868—1 884.

［70］ YAMAGUCHI M，VALLIYODAN B，ZHANG J，et al.Regulation of growth response to water stress in the soybean primary root.I. Proteomic analysis reveals regionspecific regulation of phenylpropanoid metabolism and control of free iron in the elongation zone［J］. Plant Cell Environment，2010，33（2）：223—243.

［71］ OLIVER M J，JAIN R，BALBUENA T S，et al.Proteome analysis of leaves of the desiccation-tolerant grass，Sporobolus stapfianus，in response to dehydration［J］.Phytochemistry，2011，72（10）：1 273—1 284.

［72］ KOTTAPALLI K R，RAKWAL R，et al.Physiology and proteomics of the water-deficit stress response in three contrasting peanut genotypes［J］.Plant Cell Environment，2009，32（4）：380—407.

［73］ LU X K（陸許可），ZHANG D CH（張德超），YIN Z J（陰祖軍），et al.Comparative analysis of proteomics in cotton（Gossypium hirsutum L.）leaves with different drought resistance levels under drought stress［J］.Acta Botanica Boreali-Occidentalia Sinica（西北植物學(xué)報），2013，33（12）：2 401—2 409（in Chinese）.

［74］ TIMPERIO A M，EGIDI M G，ZOLLA L.Proteomics applied on plant abiotic stresses：role of heat shock proteins（HSP）［J］.Proteomics，2008，71（4）：391—411.

［75］ AL-WHAIBI M H.Plant heat-shock proteins：a mini review［J］.Journal of King Saud University，2011，23（2）：139—150.

［76］ KOTAK S，LARKINDALE J，LEE U，et al.Complexity of the heat stress response in plants［J］.Current Opinion in Plant Biology，2007，10（3）：310—316.

［77］ GUPTA S C，SHARMA A，MISHRA M，et al.Heat shock proteins in toxicology：how close and how far［J］.Life Sciences，2010，86（11）：377—384.

［78］ ASHOUB A，BECKHAUS T，BERBERICH T，et al.Comparative analysis of barley leaf proteome as affected by drought stress［J］. Planta，2013，237（3）：771—781.

［79］ KAUSAR R，ARSHAD M，SHAHZAD A，et al.Proteomics analysis of sensitive and tolerant barley genotypes under drought stress［J］. Amino Acids，2013，44（2）：345—359.

［80］ CHATTOPADHYAY A，SUBBA P，PANDEY A，et al.Analysis of the grasspea proteome and identification of stress-responsive proteins upon exposure to high salinity，low temperature，and abscisic acid treatment［J］.Phytochemistry，2011，72（10）：1 293—1 307.

［81］ KAWASAKI S，MIYAKE C，KOHCHI T，et al.Responses of wild watermelon to drought stress：accumulation of an ArgE homologue and citrulline in leaves during water deficits［J］.Plant and Cell Physiology，2000，41（7）：864—873.

［82］ HAO P，ZHU J，GU A，et al.An integrative proteome analysis of different seedling organs in tolerant and sensitive wheat cultivars under drought stress and recovery［J］.Proteomics，2015，15（9）：1 544—1 563.

［83］ DURE L，GREENWAY S C，GALAU G A.Developmental biochemistry of cotton seed embryogenesis and germination：changing messenger ribonucleic acid populations as shown by in vitro and in vivo protein synthesis［J］.Biochemistry，1981，20（14）：4 162—4 168.

［84］ BRAY E A.Molecular responses to water deficit［J］.Plant Physiology，1993，103：1 035—1 040.

［85］ LOPEZ C G，BANOWETZ G M，PETERSON C J，et al.Dehydrin expression and drought tolerance in seven wheat cultivars［J］.Crop Science，2003，43（2）：577—582.

［86］ PARK S Y，NOH K J，YOO J H，et al.Rapid upregulation of Dehyrin3 and Dehydrin4 in response to dehydration is a characteristic of drought-tolerant genotypes in barley［J］.Journal of Plant Biology，2006，49（6）：455—462.

［87］ ASHRAF G.Effects of drought on the activity of phenylalanine ammonia lyase in the leaves and roots of maize inbreds［J］.Australian Journal of Basic and Applied Sciences，2011，5（9）：952—956.

［88］ HURA T，GRZESIAK S，HURA K，et al.Physiological and biochemical tools useful in drought tolerance detection in genotypes of winter triticale：accumulation of ferulic acid correlates with drought tolerance［J］.Annals of Botany，2007，100（4）：767—775.

［89］ RAO D，MOMCILOVIC I，KOBAYASHI S，et al.Chaperone activity of recombinant maize chloroplast protein synthesis elongation factor，EF-Tu［J］.European Journal of Biochemistry，2004，271（18）：3 684—3 692.

［90］ RISTIC Z，YANG G，BHADULA S K.Two-dimensional gel analysis of 45 ku heat shock proteins from a drought and heat resistant maize line［J］.Plant Physiology，1999，154（2）：264—268.

［91］ NAKASHIMA K，ITO Y，YAMAGUCHI-SHINOZAKI K.Transcriptional regulatory networks in response to abiotic stresses in Arabidopsis and grasses［J］.Plant Physiology，2009，149（1）：88—95.

［92］ RAHAIE M，XUE G P，SCHENK P M.The role of transcription factors in wheat under different abiotic stress［J］.Abiotic Stress-Plant Responses and Applications in Agriculture，2013，DOI：10.5772/54795.

［93］ NOURI M Z，AND KOMATSU S.Comparative analysis of soybean plasma membrane proteins under osmotic stress using gel-based and LC MS/MSbased proteomics approaches［J］.Proteomics，2010，10（10）：1 930—1 945.

［94］ PENG Z，WANG M，LI F，et al.A proteomic study of the response to salinity and drought stress in an introgression strain of bread wheat［J］.Molecular&Cellular Proteomics，2009，8（12）：2 676—2 686.

［95］ COSTA P，BAHRMAN N，F(xiàn)RIGERIO J M，et al.Waterdeficit-responsive proteins in maritime pine［J］.Plant Molecular Biology，1998，38（4）：587—596.

（編輯：裴阿衛(wèi)）

Proteome and Its Applied Advances in Plant Drought Stress Response

LI Guolong1，WU Haixia2，SUN Yaqing1
（1 College of Agronomy，Inner Mongolia Agricultural University，Hohhot 010018，China；2 Inner Mongolia Research Institute for Water Conservancy，Hohhot 010020，China）

Plants are susceptible to infect drought stress during growth and development.It is specially significant to the proteomics in the study of physiological mechanisms of plant drought stress by exploring the different proteins and genes under the drought stress conditions.This paper reviewed the concept and research methods of proteomic，and current progress of plant drought stress，included in their photosynthesis and C metabolism，antioxidant enzyme systems，osmoregulation protein，heat shock protein（HSP），late embryogenesis abundant proteins（LEA）and transcription factors etc.At the same time，some proposals were put forward for future research.

plant；proteomics；drought stress.

Q946.1

A

1000-4025（2015）10-2132-09

10.7606/j.issn.1000-4025.2015.10.2132

2015-05-10；修改稿收到日期：2015-07-27

內(nèi)蒙古自治區(qū)自然科學(xué)基金（2012MS0305）；國家自然科學(xué)基金（31360355）

李國龍（1977—），男，博士，副教授，從事植物生理生化及分子生物學(xué)研究。E-mail：lgl9@sina.com