植物蛋白质组学

目录
第1章绪论 1
1.1 概述 1
1.2 人类基因组计划 2
1.2.1 人类基因组计划简介 2
1.2.2 人类基因组计划的产生及发展过程 2
1.2.3 中国在人类基因组计划中的作用 4
1.2.4 人类基因组草图的完成 4
1.2.5 人类基因组计划对后续研究的巨大影响 5
1.3 各种植物基因组研究进展 6
1.3.1 各种生物基因组计划概况 6
1.3.2 各种植物基因组计划 6
1.3.3 在顶级期刊上发表的各种植物基因组信息分析 14
1.4 各种组学技术在植物研究中的应用 16
1.4.1 植物转录组 16
1.4.2 植物代谢组 19
1.4.3 植物表型组 21
1.5 蛋白质组学发展概述 23
1.5.1 蛋白质研究概述 23
1.5.2 蛋白质结构解析 25
1.5.3 蛋白质组研究发展历史 29
1.5.4 人类蛋白质组研究计划 31
1.5.5 中国人类蛋白质组研究计划 34
1.6 植物蛋白质组研究 35
1.6.1 植物蛋白质组研究概述 35
1.6.2 前基因组时代的植物蛋白质组研究 35
1.6.3 后基因组时代的植物蛋白质组研究 38
1.6.4 植物蛋白质组研究*新进展及发展趋势 40
参考文献 42
第2章植物蛋白质组研究技术体系 45
2.1 概述 45
2.2 植物蛋白样品制备技术 45
2.2.1 适合双向电泳的植物蛋白样品制备技术 45
2.2.2 适合双向荧光差异凝胶电泳的植物蛋白样品制备技术 47
2.2.3 激光捕获显微切割技术 48
2.2.4 高丰度蛋白去除技术 50
2.2.5 自由流动电泳技术 54
2.3 蛋白质组分离技术 55
2.3.1 基于凝胶的分离技术 55
2.3.2 毛细管电泳技术 63
2.3.3 基于多维色谱的非胶分离技术 71
2.3.4 蛋白质芯片技术 75
2.4 蛋白质组鉴定技术 78
2.4.1 生物质谱技术 78
2.4.2 酵母双杂交系统 85
2.4.3 生物传感芯片质谱 86
2.4.4 噬菌体展示技术 89
2.4.5 定点突变技术 92
2.5 展望 95
2.5.1 激光捕获显微切割技术 95
2.5.2 双向电泳技术 96
2.5.3 双向荧光差异凝胶电泳技术 97
2.5.4 毛细管电泳技术 97
2.5.5 蛋白质芯片技术 97
2.5.6 生物质谱技术 98
2.5.7 定点突变技术 99
参考文献 99
第3章质谱技术在植物蛋白质组学研究中的应用 109
3.1 概述 109
3.1.1 质谱技术发展简史 110
3.1.2 质谱技术在生命科学研究中的应用 111
3.2 质谱仪的构造原理和使用维护 111
3.2.1 电离源 112
3.2.2 质量分析器 117
3.2.3 质谱仪的使用和维护 124
3.3 串联质谱技术 126
3.3.1 串联四极杆质谱仪 127
3.3.2 四极杆-高分辨串联质谱仪 128
3.3.3 组合式质谱仪 131
3.4 色谱技术 132
3.4.1 气相色谱 133
3.4.2 液相色谱 134
3.4.3 多维液相色谱 137
3.5 质谱数据的采集与分析 140
3.5.1 质谱仪的性能指标 140
3.5.2 单同位素峰和同位素分布 141
3.5.3 质谱数据采集方式 145
3.5.4 液相色谱质谱联用色谱图 148
3.6 基于质谱的蛋白质组学研究 149
3.7 总结与展望 154
参考文献 154
第4章蛋白质组研究中的生物信息学 156
4.1 生物信息学与植物蛋白质组信息学 156
4.1.1 生物信息学概述 156
4.1.2 植物蛋白质组生物信息学及其应用 158
4.1.3 植物蛋白质组生物信息学展望 158
4.2 蛋白质组学研究相关数据库 159
4.2.1 常用的核酸数据库 159
4.2.2 常用的蛋白质分析数据库 160
4.3 蛋白质组数据产生相关软件及其使用 162
4.3.1 双向电泳图像分析软件 162
4.3.2 质谱数据搜索软件 167
4.3.3 蛋白质组数据统计分析软件 169
4.3.4 基于质谱数据的定量蛋白质组学分析软件 170
4.3.5 质谱数据的 de novo蛋白质鉴定软件 171
4.4 蛋白质结构分析相关工具及其使用 173
4.4.1 蛋白质序列比对软件 173
4.4.2 蛋白质一级结构分析软件 176
4.4.3 蛋白质二级结构分析软件 177
4.4.4 蛋白质三级结构分析软件 179
4.5 蛋白质功能分析相关工具及其使用 182
4.5.1 基于序列同源性预测蛋白质功能 183
4.5.2 基于相互作用网络预测蛋白质功能 184
4.5.3 基于基因组上下文预测蛋白质功能 186
4.5.4 基于蛋白质结构预测功能 187
4.5.5 基于功能注释分析蛋白质功能 187
4.5.6 Gene Ontology与 KEGG分析 187
4.6 生物信息学常用的编程语言及 R语言在蛋白质组学中的应用 188
4.6.1 生物信息学常用的编程语言 188
4.6.2 R语言在蛋白质组学中的应用实例 189
参考文献 195
第5章定量蛋白质组学 197
5.1 概述 197
5.2 无标记定量蛋白质组学技术 198
5.2.1 基于二级谱图的无标记定量技术 198
5.2.2 基于一级谱图的无标记定量技术 198
5.2.3 无标记定量实现流程 199
5.2.4 无标记定量实现模式 200
5.2.5 保留时间对齐 202
5.2.6 数据归一化 202
5.2.7 蛋白质丰度比计算 202
5.2.8 统计学分析 203
5.3 标记定量蛋白质组技术 203
5.3.1 体外标记 203
5.3.2 体内标记 211
5.4 靶向定量蛋白质组技术 220
5.4.1 原理 220
5.4.2 特点 221
5.4.3 实验流程 221
5.5 基于 SWATH的定量蛋白质组技术 222
5.5.1 原理 222
5.5.2 数据处理方法 223
5.5.3 实验流程 223
5.5.4 应用实例 224
5.5.5 方法优劣 225
5.6 展望 226
5.6.1 无标记定量技术 226
5.6.2 双向荧光差异凝胶电泳技术 226
5.6.3 SILAC技术 226
参考文献 227
第6章植物盐逆境应答蛋白质组 237
6.1 概述 237
6.2 土壤盐渍化的严重影响 238
6.2.1 土壤盐渍化影响粮食安全 238
6.2.2 土壤盐渍化影响植物正常生长发育 238
6.3 耐盐植物主要类型及特征 239
6.3.1 甜土植物 239
6.3.2 盐生植物 240
6.3.3 真盐生植物 241
6.4 植物耐盐主要机制 242
6.4.1 形态适应在植物耐盐中的重要作用 242
6.4.2 渗透调节在植物耐盐中的重要作用 243
6.4.3 吸收和积累无机离子 243
6.4.4 合成有机物质 243
6.4.5 离子区隔化在植物耐盐中的作用 244
6.5 植物抗盐的基因和蛋白质研究进展 244
6.5.1 植物抗盐蛋白及其基因工程研究 244
6.5.2 植物抗盐的信号转导途径 245
6.6 盐生植物蛋白提取方法比较和改进 248
6.6.1 植物蛋白提取不同方法优缺点 248
6.6.2 盐生植物蛋白提取方法 249
6.6.3 盐生植物蛋白提取方法除盐效果 250
6.6.4 盐生植物蛋白提取方法能产生更多蛋白点 252
6.6.5 盐生植物蛋白提取方法的质谱兼容性 253
6.7 植物蛋白质组学技术在植物耐盐研究中应用进展 254
6.7.1 蛋白质组学技术解决植物抗盐机制问题的主要优势 254
6.7.2 蛋白质组学技术在植物抗盐机制研究中的应用 255
6.7.3 蛋白质组学技术在植物抗盐性中主要研究方向 256
6.8 甜土植物盐逆境应答蛋白质组研究 256
6.8.1 甜土植物耐盐蛋白质组研究概况 256
6.8.2 甜土植物拟南芥耐盐蛋白质组研究 257
6.8.3 甜土植物水稻耐盐蛋白质组研究 259
6.9 盐生植物盐逆境应答蛋白质组研究 263
6.9.1 盐生植物耐盐蛋白质组研究概况 263
6.9.2 盐生模式植物盐芥耐盐蛋白质组研究 265
6.9.3 盐生植物红树耐盐蛋白质组研究 270
6.10 真盐生植物盐逆境应答蛋白质组研究 273
6.10.1 真盐生植物耐盐蛋白质组研究概况 273
6.10.2 真盐生植物盐角草耐盐蛋白质组研究 273
6.10.3 真盐生植物海马齿耐盐蛋白质组研究 281
6.11 植物盐逆境应答蛋白质组研究主要问题及前景展望 283
参考文献 286
第7章植物线粒体蛋白质组 292
7.1 概述 292
7.2 线粒体与细胞质雄性不育 293
7.2.1 线粒体基因编码蛋白和核基因编码蛋白 294
7.2.2 模式植物雄性不育系 294
7.2.3 “自私基因”与线粒体“解毒蛋白” 296
7.3 线粒体对植物响应逆境胁迫的调控 297
7.3.1 植物呼吸作用对逆境胁迫的响应 298
7.3.2 ROS信号 299
7.3.3 AOX的逆境响应 300
7.4 植物线粒体蛋白质纯化方法 301
7.4.1 密度梯度离心法 302
7.4.2 自由流动电泳法 303
7.4.3 生物素标记富集法 304
7.4.4 TurboID的标记策略 306
7.5 植物线粒体氧化磷酸化蛋白复合体及三羧酸循环 307
7.5.1 ROS的产生 308
7.5.2 蛋白复合体的组装 309
7.5.3 蛋白复合体活性的测定 311
7.5.4 三羧酸酶活性的测定 314
7.6 植物线粒体蛋白质的转运和代谢物的跨膜运输 317
7.6.1 线粒体蛋白质的跨膜运输 317
7.6.2 外膜蛋白 TOM- 内膜蛋白 TIM 319
7.6.3 三羧酸循环途径中间产物的跨膜转运 322
7.7 植物线粒体蛋白质组的稳态调控 324
7.7.1 植物线