東北紅豆杉細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中細(xì)胞分化與次生代謝間關(guān)系的系統(tǒng)分析.pdf

1、植物細(xì)胞分化和次生代謝之間的關(guān)系是植物細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題。本文通過(guò)外加不同濃度組合的生長(zhǎng)素NAA和細(xì)胞分裂素6-BA定向誘導(dǎo)東北紅豆杉細(xì)胞產(chǎn)生不同的分化程度，從而建立細(xì)胞分化模型。運(yùn)用高通量的蛋白組學(xué)、代謝組學(xué)和磷脂組學(xué)分析策略結(jié)合生物信息學(xué)手段，試圖對(duì)東北紅豆杉細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中細(xì)胞分化、脅迫響應(yīng)和次生代謝之間關(guān)系的分子機(jī)理進(jìn)行系統(tǒng)地探討。
　　 通過(guò)表型學(xué)觀察和生理檢測(cè)發(fā)現(xiàn)不同濃度組合NAA和6-BA作用20天后，僅有

2、6-BA作用的東北紅豆杉細(xì)胞細(xì)胞胞內(nèi)紫杉醇大量積累，同時(shí)細(xì)胞壁內(nèi)出現(xiàn)大量木質(zhì)素累積；在NAA：6-BA＝1.0:1.0和2.0:2.0作用時(shí)，胞內(nèi)紫杉醇積累也明顯提高，且細(xì)胞壁出現(xiàn)非常明顯的脈管分化。
　　 基于2-DE和MALDI-TOF/MS獲得了不同濃度組合NAA和6-BA作用下東北紅豆杉細(xì)胞的蛋白表達(dá)譜。通過(guò)質(zhì)譜鑒定了與細(xì)胞分化表型和紫杉醇積累密切相關(guān)的11個(gè)蛋白點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)他們主要是與細(xì)胞分化相關(guān)的蛋白、與類(lèi)異戊二烯代謝途

3、徑相關(guān)蛋白和與脅迫響應(yīng)相關(guān)的蛋白。其中CDP-FtsH和IPT的表達(dá)和紫杉醇積累呈正相關(guān)。
　　 基于GC-TOF/MS獲得了不同濃度組合NAA和6-BA作用下的小分子量代謝物圖庫(kù)，鑒定了80種小分子代謝物。結(jié)合PCA分析對(duì)45個(gè)樣本進(jìn)行了聚類(lèi)，聚類(lèi)結(jié)果與表型學(xué)觀察結(jié)果和紫杉醇積累規(guī)律相吻合。對(duì)聚類(lèi)貢獻(xiàn)較大的可能的生物標(biāo)記物主要涉及三羧酸循環(huán)、氨基酸代謝、多胺類(lèi)物質(zhì)代謝和哌啶類(lèi)生物堿合成等生物過(guò)程。
　　 基于LC-MS

4、/MS構(gòu)建了不同濃度組合NAA和6-BA作用下東北紅豆杉細(xì)胞的磷脂圖庫(kù)，鑒定了9種磷脂酰甘油(PG)、20種磷脂酰乙醇胺(PE)、18種磷脂酰膽堿(PC)、10種磷脂酰肌醇(PI)、10種磷脂酰絲氨酸(PS)、14種磷脂酸(PA)和7種溶血磷脂酰膽堿Lyso PC，共七類(lèi)88種磷脂。通過(guò)PCA聚類(lèi)分析發(fā)現(xiàn)PE、PS和PA是對(duì)分類(lèi)貢獻(xiàn)最大的可能的潛在的生物標(biāo)記物。在僅有6-BA作用下，胞內(nèi)的PE和PS的相互轉(zhuǎn)化更趨向于生成PE，且PC向P