顶坛花椒雌雄花芽发育的蛋白质组学特征

摘要

【目的】花椒果实(果皮)主要用作香料,同时也被用作传统中药。正常花椒以雌花为主,偶见雄花和两性花。近年来,位于贵州西南地区的顶坛花椒出现大量开雄花现象。雄花不是花椒结实的必需条件,已有研究认为该现象与生境退化有关。因此,研究顶坛花椒花芽发育过程中的蛋白质组学特征,对于从分子水平比较雌雄花芽发育差异,进而理解该物种对喀斯特生境的适应具有重要意义。【方法】采用TMT定量技术研究了顶坛花椒花序轴分化期花芽、雄花芽和雌花芽蛋白质组学特征。【结果】共检测到4 742个差异蛋白,与花序轴分化期花芽相比,雌花芽和雄花芽的上调差异蛋白主要参与的通路中,大部分相同。然而,核糖体通路仅显著参与雌花芽发育调控。与雌花芽相比,仅在雄花芽中出现的脂肪酸降解以及缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸的降解通路可能有利于增强顶坛花椒对养分贫瘠的适应。挖掘到脂肪酰-CoA还原酶、含果胶裂解酶3结构域蛋白和α-半乳糖苷酶等9个差异蛋白与雄花发育特异相关,含核酸外切酶的结构域蛋白、含H15的结构域蛋白和腺嘌呤磷酸核糖转移酶等7个差异蛋白与雌花发育特异相关。【结论】顶坛花椒雌雄花芽发育过程具有显著不同的蛋白质组学调控机制,大量开雄花可节约资源,可能有利于植株对喀斯特生境的适应。