蛋白质组作为决定植物表型根本因素，在各种生物学过程中发挥重要调控作用。植物蛋白组图谱研究通过系统解析蛋白质表达，为基因功能验证、生命过程动态监测提供直接证据，填补基因组预测的空白。可应用于分子育种、抗逆机制解析及营养品质改良等，推动作物改良进展。

2024年7月，中国农业科学院和浙江大学等团队合作在nature plants发表水稻多组织蛋白图谱研究文章，揭示转录后调控机制。（Nat Plants | 最新成果！基于蛋白基因组方案揭示水稻多组织的转录后调控机制）2025年7月，中国农业科学院生物技术研究所梁哲团队再次于Cell Genomics在线发表大豆蛋白图谱研究文章“Landscape and mA post-transcriptional regulation of soybean proteome”。研究中对14种大豆组织进行蛋白质组图谱绘制，共鉴定出12,855个蛋白。通过整合蛋白组和mA甲基化图谱数据，揭示了mA修饰在大豆蛋白质丰度调控中的重要作用，并鉴定出一个新型mA调控因子。这一全面的蛋白质组和mA景观图谱加深了对大豆生物学理解，并为作物改良提供宝贵资源。

1.大豆组织间定量蛋白质组学景观

对大豆萌发到成熟的各个阶段14种组织进行定量蛋白组检测，共鉴定出12,855种蛋白质，平均每个组织鉴定10,211种蛋白质。同一大豆样本进行了RNA测序分析，结果显示组织间蛋白质组相关性高于转录组相关性，表明蛋白质组比转录组更为保守。生理或位置相关的大豆组织（如根和根瘤、单叶和三出复叶以及不同发育阶段的种子）蛋白质组/转录组更为相似。

大豆组织定量蛋白组图谱

2.组织特异性蛋白质

使用组织特异性（OS）评分系统确定组织富集蛋白和组织特异性蛋白，每个组织中鉴定出大约190-850个组织富集蛋白和20-220个组织特异性蛋白。组织富集和组织特异性蛋白通常有助于组织功能特性。例如，“叶绿体组织”相关蛋白在三出复叶（TLFs）和单叶（ULFs）中富集，而“黄酮类代谢过程”蛋白在花中富集。这些发现表明，不同组织中蛋白质表达模式与其特定功能密切相关，进一步揭示了大豆不同组织独特生物学特性。

大豆组织的定量蛋白质组学分析

3.跨大豆组织的蛋白质共表达模块

WGCNA分析识别出20个共表达模块（MEs），不同模块在特定组织中富集。例如ME4模块在三出复叶（TLFs）中富集，该模块与光合作用相关GO Term显著相关，这与三出复叶作为主要光合作用组织的角色一致。ME5模块在根瘤中富集，与氮循环代谢过程相关。ME9模块在花中富集，与花青素生物合成过程相关。

大豆组织中的共表达蛋白

4.转录本与蛋白质丰度之间的相关性

使用皮尔逊相关系数（r）分析大豆转录本和蛋白质丰度关系，不同组织之间相关性存在差异，这表明不同大豆组织中蛋白质丰度调控机制有所不同。另各组织间的蛋白质与RNA比率（PTR）分布通常相似，与水稻和拟南芥中某些组织高PTR情况不同，这些差异表明，植物谱系之间转录后调控、翻译效率、转录本稳定性、蛋白质稳定性可能存在差异。

大豆mA修饰图谱

mA修饰广泛存在于大豆各组织中，mA/A比率在0.25%到0.41%之间。mA-seq2技术共鉴定出304,638个mA峰，13,428个峰在所有组织中被鉴定出来（保守峰），保守峰的强度高于非保守峰，表明mA可能在所有大豆组织中发挥重要作用。motif分析显示保守基序UDUACA中U在大豆中是独特的，表明大豆中可能存在不同的mA识别蛋白，这可能导致mA在不同植物中功能不同。

跨大豆组织的mA甲基化分析

5.大豆中mA与转录本表达呈正相关并影响翻译

在所有组织中，mA修饰的转录本表达水平显著高于非mA修饰的转录本，这表明mA修饰与mRNA水平在大豆组织中呈正相关。另mA修饰基因的PTR显著低于无mA修饰的基因，这表明mA修饰在大豆中具翻译抑制作用。评估mA修饰与其他因素（包括mRNA丰度、基因长度和外显子数量等）对蛋白质丰度的相对贡献，mA修饰是第三重要蛋白质丰度决定因素，这表明mA修饰在大豆中对蛋白质丰度调控起重要作用。

mA影响大豆基因翻译

6.基于蛋白质组学的多组学分析鉴定MTBa为mA调控因子

为鉴定可能参与大豆mA RNA甲基化潜在基因，筛选丰度随mA水平变化而变化的蛋白质，包括MTBa。随后利用CRISPR-Cas9技术编辑大豆MTBa基因，点杂交分析显示MTBa突变体中mA水平显著低于野生型，表明MTBa影响大豆中mA甲基化。进一步表征突变体表型，发现突变体生殖生长和成熟阶段均表现出相同的矮化表型。这些结果不仅表明GmMTBa是调控大豆发育的关键mA调控因子，还证明了蛋白质组学数据有助于鉴定大豆中的新基因。

大豆是植物蛋白关键来源，但其蛋白质组仍未被充分表征。文中量化了14个大豆组织中 12, 855个蛋白质，创建了迄今为止最广泛的大豆蛋白质组数据集。组织特异性蛋白质表达和共表达分析突出了功能特异性，各组织间蛋白质转录本丰度存在显著差异。mA修饰图谱确定了其在转录后蛋白质调控中的关键作用。蛋白质组和mA甲基化整合分析确定了mA 甲基化中的新型调控因子。这种全面的蛋白质组学和mA图谱提升了对大豆生物学的理解，并为作物改良提供了宝贵资源。

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