近日，我院教师李永泉、王溢指导的研究生程俊森，在《Genes》刊物发表了题为“Physiological and Proteomic Changes in Camellia semiserrata in Response to Aluminum Stress”文章，测定不同浓度铝处理条件下广宁红花油茶叶片部分代谢指标及抗氧化生理相关指标，同时比较对照组（GNR0)、2 mmol/L铝处理组（GNR2）以及4 mmol/L铝处理组（GNR4）差异蛋白质的表达；并根据差异蛋白质的功能筛选了四类（光合作用相关蛋白、类黄酮生物合成相关蛋白、抗氧化性相关蛋白和碳水化合物代谢相关蛋白）与铝胁迫关系较为紧密的关键蛋白，为揭示广宁红花油茶应答铝胁迫的分子响应机制和耐铝候选基因的筛选奠定了理论基础。

文章链接：https://www.mdpi.com/2073-4425/15/1/55#

摘要：

【目的】广宁红花油茶是中国南方地区重要的木本油料树种，具有极高的经济价值和观赏价值。由于化石燃料使用量的增加、酸性肥料的滥用以及不合理的耕作方式，导致土壤中铝元素多以离子的形式溶出，严重抑制油茶的生长发育。研究采用Label-free技术探究广宁红花油茶在铝胁迫下的蛋白质组学响应，为揭示广宁红花油茶应答铝胁迫的分子响应机制奠定了理论基础。

【方法】以广宁红花油茶两年生实生苗为试验材料，测定不同浓度铝处理条件下广宁红花油茶叶片部分代谢指标及抗氧化生理相关指标，同时比较对照组（GNR0)、2 mmol/L铝处理组（GNR2）、4 mmol/L铝处理组（GNR4）差异蛋白质的表达。

【结果】生理试验结果表明，随着胁迫浓度的增加，广宁红花油茶叶片的光合指标、过氧化物酶、超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、可溶性蛋白和可溶性糖总体呈先增后减的趋势，脯氨酸和丙二醛含量总体呈持续增加的趋势。蛋白质组学结果表明，对照组、GNR2和GNR4组共鉴定到3960个蛋白质，与对照组相比，在GNR2和GNR4中分别发现了124和192个差异表达蛋白，它们主要参与光合作用、类黄酮代谢、氧化应激反应、能量和碳水化合物代谢以及信号转导等代谢过程。在2 mmol/L铝胁迫下，碳代谢、氨基糖和核苷酸糖代谢以及类黄酮代谢相关蛋白发生了显著变化，当胁迫增加到4 mmol/L时，细胞积累活性氧的速度超过了抗氧化系统的清除能力。为了应对这种变化，广宁红花油茶叶片增强了谷胱甘肽代谢、细胞色素 P450的药物代谢、细胞色素 P450 对外源生物的代谢以及其他代谢过程，以减缓铝胁迫对细胞质膜造成的氧化损伤。此外，我们还发现，广宁红花油茶在2 mmol/L胁迫下主要通过合成花青素来抵抗铝毒性，而在4 mmol/L胁迫下则通过生成原花青素来缓解铝毒性，这可能是广宁红花油茶应对不同浓度铝胁迫的一种特殊机制。

【结论】铝胁迫下广宁红花油茶参与光合作用、类黄酮代谢、抗氧化和防御以及碳水化合物代谢的差异表达蛋白表达水平普遍升高，而参与能量代谢的差异表达蛋白表达水平普遍降低。