近日，我院教師李永泉、王溢指導的研究生程俊森，在《Genes》刊物發表了題為“Physiological and Proteomic Changes in Camellia semiserrata in Response to Aluminum Stress”文章，測定不同濃度鋁處理條件下廣甯紅花油茶葉片部分代謝指标及抗氧化生理相關指标，同時比較對照組（GNR0)、2 mmol/L鋁處理組（GNR2）以及4 mmol/L鋁處理組（GNR4）差異蛋白質的表達；并根據差異蛋白質的功能篩選了四類（光合作用相關蛋白、類黃酮生物合成相關蛋白、抗氧化性相關蛋白和碳水化合物代謝相關蛋白）與鋁脅迫關系較為緊密的關鍵蛋白，為揭示廣甯紅花油茶應答鋁脅迫的分子響應機制和耐鋁候選基因的篩選奠定了理論基礎。

文章鍊接：https://www.mdpi.com/2073-4425/15/1/55#

摘要：

【目的】廣甯紅花油茶是中國南方地區重要的木本油料樹種，具有極高的經濟價值和觀賞價值。由于化石燃料使用量的增加、酸性肥料的濫用以及不合理的耕作方式，導緻土壤中鋁元素多以離子的形式溶出，嚴重抑制油茶的生長發育。研究采用Label-free技術探究廣甯紅花油茶在鋁脅迫下的蛋白質組學響應，為揭示廣甯紅花油茶應答鋁脅迫的分子響應機制奠定了理論基礎。

【方法】以廣甯紅花油茶兩年生實生苗為試驗材料，測定不同濃度鋁處理條件下廣甯紅花油茶葉片部分代謝指标及抗氧化生理相關指标，同時比較對照組（GNR0)、2 mmol/L鋁處理組（GNR2）、4 mmol/L鋁處理組（GNR4）差異蛋白質的表達。

【結果】生理試驗結果表明，随着脅迫濃度的增加，廣甯紅花油茶葉片的光合指标、過氧化物酶、超氧化物歧化酶、過氧化氫酶、可溶性蛋白和可溶性糖總體呈先增後減的趨勢，脯氨酸和丙二醛含量總體呈持續增加的趨勢。蛋白質組學結果表明，對照組、GNR2和GNR4組共鑒定到3960個蛋白質，與對照組相比，在GNR2和GNR4中分别發現了124和192個差異表達蛋白，它們主要參與光合作用、類黃酮代謝、氧化應激反應、能量和碳水化合物代謝以及信号轉導等代謝過程。在2 mmol/L鋁脅迫下，碳代謝、氨基糖和核苷酸糖代謝以及類黃酮代謝相關蛋白發生了顯著變化，當脅迫增加到4 mmol/L時，細胞積累活性氧的速度超過了抗氧化系統的清除能力。為了應對這種變化，廣甯紅花油茶葉片增強了谷胱甘肽代謝、細胞色素 P450的藥物代謝、細胞色素 P450 對外源生物的代謝以及其他代謝過程，以減緩鋁脅迫對細胞質膜造成的氧化損傷。此外，我們還發現，廣甯紅花油茶在2 mmol/L脅迫下主要通過合成花青素來抵抗鋁毒性，而在4 mmol/L脅迫下則通過生成原花青素來緩解鋁毒性，這可能是廣甯紅花油茶應對不同濃度鋁脅迫的一種特殊機制。

【結論】鋁脅迫下廣甯紅花油茶參與光合作用、類黃酮代謝、抗氧化和防禦以及碳水化合物代謝的差異表達蛋白表達水平普遍升高，而參與能量代謝的差異表達蛋白表達水平普遍降低。