空间环境生物学效应的蛋白质组变化特征及其辐射效应分析
摘要
为了探索空间环境的诱变机理的特点和趋势,我们将水稻种子进行了多次返回式卫星和航天飞船搭载,通过对当代植株的分析观测空间飞行对水稻植物种子产生的生物学效应。以前的研究结果发现,空间环境生物学效应不但能出现在基因组上,还能放映在基因组甲基化层面上,那么能否在蛋白质组表达谱上有所体现?为了进一步探讨空间生物学效应的蛋白质组变化的特征,我们利用荧光差异显示双向电泳等蛋白质组学研究手段以及聚类、主成分分析、判别分析等数据分析方法比较了不同空间飞行后当代材料及其子代与地面对照之间的蛋白质组整体表达水平的差异。结果表明,卫星搭载与航天飞船的空间飞行环境均能够使水稻当代叶片蛋白质组整体表达模式产生变化,但这种变化的程度与不同空间飞行的时间以及屏蔽程度有所关联;进一步跟踪其子代的蛋白质组表达变化水平,我们发现这种当代引起的变化可以在子代发生回复,空间环境对水稻蛋白质组表达的影响主要集中在飞行后当代。 以上的结果均表明我们可以从蛋白质组整体表达水平来探索空间飞行环境对水稻材料的生物学效应。同时,对参与空间环境应答的蛋白分子的功能进行分析时我们发现,氮代谢调节、核酸代谢、蛋白质折叠及降解、光反应、电子传递以及细胞氧化还原平衡和抗胁迫相关的蛋白分子发生了强烈的变化。