大豆抗豆卷葉螟的轉(zhuǎn)錄組和蛋白質(zhì)組關(guān)聯(lián)分析

曾維英，孫祖東，賴振光，蔡昭艷，陳懷珠，楊守臻，唐向民

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大豆抗豆卷葉螟的轉(zhuǎn)錄組和蛋白質(zhì)組關(guān)聯(lián)分析

曾維英，孫祖東，賴振光，蔡昭艷，陳懷珠，楊守臻，唐向民

（廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所/農(nóng)業(yè)部西南玉米大豆間套作區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)觀測(cè)實(shí)驗(yàn)站，南寧 530007）

【】通過對(duì)大豆受豆卷葉螟幼蟲脅迫下的轉(zhuǎn)錄組和蛋白質(zhì)組結(jié)果進(jìn)行聯(lián)合分析，篩選出一些與大豆抗豆卷葉螟相關(guān)的候選基因，為深入認(rèn)識(shí)大豆抗豆卷葉螟的分子調(diào)控機(jī)制奠定基礎(chǔ)?！尽恳愿呖共牧馅s泰-2-2（HR）和高感材料皖82-178（HS）為研究對(duì)象，運(yùn)用RNA-Seq技術(shù)和iTRAQ技術(shù)鑒定出豆卷葉螟幼蟲取食誘導(dǎo)0和48 h時(shí)樣品間的差異表達(dá)基因（DEGs）和差異表達(dá)蛋白（DEPs），將在蛋白水平和轉(zhuǎn)錄水平關(guān)聯(lián)到的所有可定量數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，計(jì)算蛋白水平和轉(zhuǎn)錄水平間的相關(guān)系數(shù)?！尽康鞍踪|(zhì)鑒定結(jié)果表明，HR48/HR0、HS48/HS0、HR0/HS0和HR48/HS48比較組中分別鑒定出236、250、213、211個(gè)DEPs；轉(zhuǎn)錄組鑒定結(jié)果表明，HR48/HR0、HS48/HS0、HR0/HS0和HR48/HS48比較組中分別鑒定出1 064、680、605、468個(gè)DEGs。定量關(guān)聯(lián)分析結(jié)果表明，HR48/HR0、HS48/HS0、HR0/HS0和HR48/HS48比較組的相關(guān)系數(shù)分別為0.156、0.2687、0.1149和0.035；HR48/HR0、HS48/HS0、HR0/HS0和HR48/HS48比較組中分別關(guān)聯(lián)到11、9、3和4個(gè)DEPs/DEGs，其中蛋白和mRNA表達(dá)趨勢(shì)相同的基因分別有11、9、2和3個(gè)，蛋白和mRNA表達(dá)趨勢(shì)相反的基因分別有0、0、1和1個(gè)。生物信息學(xué)分析結(jié)果表明，這些差異蛋白功能涉及代謝途徑、核糖體、類黃酮生物合成、亞油酸代謝、氨基糖-核苷酸代謝、氨酰生物合成、亞麻酸代謝、次生代謝產(chǎn)物的生物合成、苯基丙酸生物合成、RNA運(yùn)轉(zhuǎn)、谷胱甘肽代謝、抗壞血酸鹽和aldarate代謝等。功能關(guān)聯(lián)分析結(jié)果表明，HR48/HR0比較組中有27條Pathway通路共關(guān)聯(lián)到101個(gè)DEPs和23個(gè)DEGs，HS48/HS0比較組中有15條Pathway通路共關(guān)聯(lián)到147個(gè)DEPs和16個(gè)DEGs，HR0/HS0比較組中有18條Pathway通路共關(guān)聯(lián)到82個(gè)DEPs和10個(gè)DEGs，HR48/HS48比較組中僅有1條Pathway通路關(guān)聯(lián)到71個(gè)DEPs和2個(gè)DEGs。同時(shí)關(guān)聯(lián)發(fā)現(xiàn)胰蛋白酶抑制劑A、K型胰蛋白酶抑制劑、查爾酮異構(gòu)酶4、脂氧合酶9、α-加氧合酶1、9S-脂氧合酶、植物凝集素前體、POD12、應(yīng)激蛋白SAM22和cAPX1等可能是大豆抗豆卷葉螟潛在的靶標(biāo)蛋白（基因）。qRT-PCR表達(dá)分析結(jié)果表明，5個(gè)DEPs/DEGs在HR48/HR0比較組的表達(dá)趨勢(shì)與它們的RNA-Seq和iTRAQ結(jié)果基本一致。【】確定了一些與豆卷葉螟的抗性相關(guān)蛋白（基因）和代謝通路，這些差異蛋白可能直接或間接參與大豆對(duì)豆卷葉螟的抗蟲反應(yīng)。

大豆；豆卷葉螟；轉(zhuǎn)錄組；蛋白質(zhì)組；關(guān)聯(lián)分析

0 引言

【研究意義】大豆是世界主要的油料作物，廣泛應(yīng)用于食品、飼料、工業(yè)生產(chǎn)以及其他產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域[1]。然而，蟲害大大増加了大豆生產(chǎn)的成本。豆卷葉螟屬鱗翅目螟蛾科，以幼蟲卷曲大豆葉片并潛伏其中取食大豆葉片組織，影響光合作用，使植株不能正常生長(zhǎng)，是重要的大豆食葉性害蟲[2]。在吉林省、遼寧省以南、四川省以東地區(qū)均有發(fā)生，在南方大豆產(chǎn)區(qū)一年可發(fā)生多代，在發(fā)生危害嚴(yán)重的年份，葉片被取食后只剩葉脈和葉柄，造成產(chǎn)量的嚴(yán)重?fù)p失[3]。因此，挖掘出大豆抗豆卷葉螟相關(guān)的功能基因，對(duì)開展大豆抗豆卷葉螟分子育種具有重要意義。【前人研究進(jìn)展】孫祖東等[4]研究表明卷包密度和蟲口密度可作為鑒定大豆種質(zhì)抗豆卷葉螟的鑒定指標(biāo)，并且篩選出高抗品種趕泰-2-2、牛黃豆、PI227687等，高感品種皖82-178、金龍黑豆、Mosoy等。邢光南等[5]研究表明豆卷葉螟引起的蟲包數(shù)和卷葉率與葉片、葉柄茸毛角度及葉片茸毛長(zhǎng)度極顯著正相關(guān)，而與葉片茸毛密度顯著負(fù)相關(guān)，與茸毛末端形態(tài)無關(guān)。葉片茸毛角度與抗蟲性指標(biāo)相關(guān)性最強(qiáng)，是大豆抗豆卷葉螟的重要因子。邢光南等[6]、李廣軍等[7]研究表明大豆對(duì)豆卷葉螟抗性符合2對(duì)主基因+多基因的混合遺傳模式。李廣軍等[8]對(duì)豆卷葉螟抗性進(jìn)行QTL定位，檢測(cè)到位于D1b和K連鎖群上有2個(gè)QTL、位于A2、D1b、K和N連鎖群上有4個(gè)QTL和6個(gè)互作QTL。XING等[9]研究表明大豆抗豆卷葉螟的4個(gè)RIL群體中KY群體檢測(cè)到8個(gè)QTL、WT群體檢測(cè)到10個(gè)QTL、XG和SX群體各檢測(cè)到1個(gè)加性QTL，其中和是主效QTL。【本研究切入點(diǎn)】因蛋白質(zhì)組與轉(zhuǎn)錄組分別從2個(gè)不同層面反映了基因的表達(dá)情況，所以要了解轉(zhuǎn)錄組與蛋白質(zhì)組的相互調(diào)控作用，需要對(duì)mRNA與蛋白質(zhì)的表達(dá)進(jìn)行同步監(jiān)測(cè)。關(guān)聯(lián)分析的目的之一是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)互補(bǔ)，得到生物體更加完整的表達(dá)信息。關(guān)于大豆抗豆卷葉螟的轉(zhuǎn)錄組和蛋白質(zhì)組關(guān)聯(lián)分析未見報(bào)道?！緮M解決的關(guān)鍵問題】本研究以大豆高抗豆卷葉螟材料（趕泰-2-2）和高感豆卷葉螟材料（皖82-178）為研究對(duì)象，以iTRAQ分析的蛋白質(zhì)組結(jié)果為基礎(chǔ)，與RNA-Seq測(cè)序獲得的轉(zhuǎn)錄組結(jié)果進(jìn)行定量和功能關(guān)聯(lián)分析，以期篩選出一些可能作為大豆抗豆卷葉螟的潛在靶標(biāo)蛋白（基因），為大豆抗豆卷葉螟的分子調(diào)控機(jī)制深入研究提供線索。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試大豆品種為趕泰-2-2（高抗材料）和皖82-178（高感材料）。試驗(yàn)材料于2015年7月種植在廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)田防蟲網(wǎng)室中，3行區(qū)播種，每行10株，在大豆整個(gè)生育期間不噴施農(nóng)藥和肥料。待植株長(zhǎng)至10片復(fù)葉時(shí)，按照豆卷葉螟4齡幼蟲每苗接5蟲的密度分別接蟲。接蟲0 h（未接蟲，對(duì)照）和48 h后對(duì)樣品進(jìn)行取樣，每個(gè)處理2個(gè)生物學(xué)重復(fù)。分別命名為HR0、HR48（抗性基因型）和HS0、HS48（感性基因型），其中數(shù)字0和48代表處理時(shí)間。每個(gè)樣品取5株混合，用液氮迅速冷凍并儲(chǔ)存在-80℃冰箱備用。

1.2 蛋白質(zhì)組學(xué)研究方法

采用丙酮沉淀法提取葉片蛋白質(zhì)[10]。蛋白質(zhì)濃度通過Bradford測(cè)定法以牛血清蛋白（BSA）系列濃度為標(biāo)準(zhǔn)來測(cè)定[11]，利用SDS-PAGE檢測(cè)蛋白質(zhì)量和濃度。獲得的蛋白樣本保存在-80℃冰箱中備用。iTRAQ試驗(yàn)及其結(jié)果分析由深圳華大基因研究院完成。趕泰-2-2在豆卷葉螟取食前的酶標(biāo)是113和115標(biāo)記、取食48 h的酶標(biāo)是117和119標(biāo)記，皖82-178在豆卷葉螟取食前的酶標(biāo)是114和116標(biāo)記、取食48 h的酶標(biāo)是118和121標(biāo)記。將標(biāo)記后的各組肽段混合，真空抽干后用SCX柱進(jìn)行液相分離，再進(jìn)行基于Triple TOF 5600的LC-ESI-MSMS分析。對(duì)質(zhì)譜下機(jī)的原始文件進(jìn)行峰識(shí)別以獲取峰列表，建立參考數(shù)據(jù)庫(kù)，進(jìn)行肽段及蛋白質(zhì)的鑒定。利用Proteome Discoverer 2.2軟件將從Orbitrap獲得的質(zhì)譜原始文件轉(zhuǎn)換成MGF文件格式并進(jìn)行搜索數(shù)據(jù)庫(kù)。使用Mascot搜索引擎將原始數(shù)據(jù)比對(duì)到NCBI中包含65，681個(gè)序列的大豆數(shù)據(jù)庫(kù)（http://www.ncbi.nih.gov/genomes/Glycine_ max/protein）進(jìn)行搜庫(kù)鑒定蛋白質(zhì)。為了降低假陽性多肽識(shí)別概率，通過Mascot概率分析時(shí)僅鑒定具有95%置信度的多肽。每個(gè)確定的識(shí)別蛋白至少具有1個(gè)Unique peptide。對(duì)于蛋白質(zhì)的定量，必須至少包含2個(gè)Unique peptide。蛋白定量比例通過Mascot的中位比例進(jìn)行加權(quán)和標(biāo)準(zhǔn)化，本研究中以“|Fold Change|≥1.2和≤0.05”作為閾值來判斷蛋白豐度差異的顯著性。

1.3 轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究方法

利用TRIzol Kit（Invitrogen，Carlsbad，CA，USA）分別提取高抗材料與高感材料葉片的總RNA（5 μg）。利用超微量分光光度計(jì)NanoDrop2000（Thermo Fisher Scientific，Waltham，MA，USA）檢測(cè)總RNA的濃度與純度，利用生物學(xué)分析儀Agilent 2100 Bioanalyzer（Agilent，Santa Clara，CA，USA）檢測(cè)RNA的完整性。利用TruseqTMRNA樣本制備試劑盒（Illumina，SanDiego，CA，USA）進(jìn)行mRNA純化和cDNA文庫(kù)構(gòu)建，對(duì)獲得的cDNA文庫(kù)進(jìn)行PCR擴(kuò)增富集，2%瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)，回收目的片段。利用微型熒光計(jì)TBS380（QuantiFluoTMST/P，Promega，Madison，WI，USA）對(duì)cDNA文庫(kù)進(jìn)行定量。最后，使用Illumina HiseqTM2000測(cè)序儀進(jìn)行測(cè)序（Hiseq2000 Truseq SBS Kit v3-HS(200cycles)，Illumina）。以上試驗(yàn)均由深圳華大基因科技服務(wù)有限公司完成。經(jīng)Base calling轉(zhuǎn)化為Raw data或Raw reads，隨后對(duì)Raw reads進(jìn)行質(zhì)控（QC）[12]。利用SOAPfuse軟件[13]對(duì)原始測(cè)序數(shù)據(jù)進(jìn)行去除處理得到Clean reads。利用Tophat將Clean reads比對(duì)到大豆參考基因組ftp://ftp.jgi-psf.org/ pub/compgen/phytozome/v9.0/early_release/ Gmax_275 _Wm82.a2.v1/, version Glyma2.0），允許有2個(gè)堿基的錯(cuò)配[14-15]。表達(dá)定量的結(jié)果以FPKM（Fragments per kilobase of exon model per million mapped fragments）為單位，在得到差異檢驗(yàn)的FDR值同時(shí)，根據(jù)基因的表達(dá)量（FPKM值）計(jì)算該基因在不同樣本間的差異表達(dá)倍數(shù)。以“FDR≤0.001和|log2Ratio（FC，F(xiàn)old Change）|≥2”作為閾值來判斷基因差異表達(dá)的顯著性[16]。

1.4 生物信息學(xué)分析

利用Blast2go_v2.5軟件對(duì)被鑒定的差異基因/蛋白進(jìn)行GO注釋分析，計(jì)算得到的-value通過Bonferroni校正之后，以Corrected-value≤0.05為閾值。利用Blast_v2.2.26軟件在KEGG pathway數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)所鑒定到的差異基因/蛋白進(jìn)行Pathway富集分析，計(jì)算得到的-value通過Bonferroni校正之后，以Corrected-value≤0.05為閾值。

1.5 關(guān)聯(lián)分析

將在蛋白水平和轉(zhuǎn)錄水平關(guān)聯(lián)到的所有可定量數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析?；诘鞍踪|(zhì)組鑒定結(jié)果，篩選出符合條件的可定量蛋白質(zhì)，篩選條件為：該蛋白可定量Unique peptide≥2時(shí)，計(jì)算Peptide ratio，以Peptide ratio的中值代表該蛋白的Ratio，然后與轉(zhuǎn)錄組測(cè)序結(jié)果中基因的Ratio比值進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，計(jì)算蛋白水平和轉(zhuǎn)錄水平間Person相關(guān)系數(shù)[17]，確定蛋白和mRNA的相關(guān)性的強(qiáng)弱。

1.6 實(shí)時(shí)熒光定量PCR（qRT-PCR）分析

選取了5個(gè)與抗豆卷葉螟相關(guān)潛在功能基因進(jìn)行qRT-PCR驗(yàn)證。參考unigene序列，引物序列用軟件Primer Premier 5.0（premier biosoft international，palo alto，CA）設(shè)計(jì)。用帶有g(shù)DNA消除劑的PrimeScript?RT試劑盒安裝廠家說明書對(duì)經(jīng)過DNA酶純化的RNA樣本反轉(zhuǎn)錄合成cDNA。qRT-PCR反應(yīng)混合液（25 μl）包含SybrGreen qPCR Master Mix 12.5 μl、正反引物（10 μmol·L-1）各0.5 μl、cDNA模板2 μl和ddH2O 9.5 μl。qRT-PCR反應(yīng)程序?yàn)?5℃2 min；95℃ 10 s，60℃ 40 s，共40個(gè)循環(huán)。qRT-PCR分析由ABI7500FAST型實(shí)時(shí)-熒光定量PCR儀完成。以作為內(nèi)參基因，利用2-ΔΔct法計(jì)算基因的相對(duì)表達(dá)量。

2 結(jié)果

2.1 蛋白質(zhì)組和轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)分析

2.1.1 蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)分析 利用iTRAQ技術(shù)分析抗感材料受豆卷葉螟取食前后葉片的蛋白質(zhì)差異，結(jié)果共產(chǎn)生354 049張圖譜。利用Mascot軟件分析發(fā)現(xiàn)共45 454張譜圖匹配到大豆參考基因組的已知譜圖上，其中28 525張匹配到Unique圖譜。鑒定到15 264個(gè)肽段，11 068個(gè)Unique肽段，最終鑒定出4 073個(gè)蛋白質(zhì)。

當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)豐度比達(dá)到1.2倍以上，且經(jīng)統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)其-value≤0.05時(shí)，認(rèn)為此蛋白為兩樣品間的差異表達(dá)蛋白（DEPs）。結(jié)果表明，HR48/HR0比較組中鑒定出236個(gè)DEPs，其中120個(gè)上調(diào)表達(dá)，116個(gè)下調(diào)表達(dá)；HS48/HS0比較組中鑒定出250個(gè)DEPs，其中140個(gè)上調(diào)表達(dá)，110個(gè)下調(diào)表達(dá)；HR0/HS0比較組中鑒定出213個(gè)DEPs，其中109個(gè)上調(diào)表達(dá)，104個(gè)下調(diào)表達(dá)；HR48/HS48比較組中鑒定出211個(gè)DEPs，其中125個(gè)上調(diào)表達(dá)，86個(gè)下調(diào)表達(dá)。

2.1.2 轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)分析 利用Illumina HiseqTM2000測(cè)序儀對(duì)抗感材料受豆卷葉螟取食誘導(dǎo)前后葉片轉(zhuǎn)錄組進(jìn)行高通量測(cè)序。結(jié)果表明，8個(gè)測(cè)序樣品共產(chǎn)生458 758 338條100 bp的Raw reads，經(jīng)過去除低質(zhì)量Reads，共剩余442 422 398條100 bp的高質(zhì)量Clean reads。通過Tophat軟件將獲得的所有Clean reads比對(duì)到大豆參考基因中，匹配比例范圍為84.81%—87.67%。

當(dāng)FDR≤0.001，且|log2Ratio（FC，F(xiàn)old Change）|≥2時(shí)，認(rèn)為此基因是兩樣品間的差異表達(dá)基因（DEGs）。結(jié)果表明，HR48/HR0比較組中鑒定出1 064個(gè)DEGs，其中894個(gè)上調(diào)表達(dá)，170個(gè)下調(diào)表達(dá)；HS48/HS0比較組中鑒定出680個(gè)DEGs，其中495個(gè)上調(diào)表達(dá)，185個(gè)下調(diào)表達(dá)；HR0/HS0比較組中鑒定出605個(gè)DEGs，其中192個(gè)上調(diào)表達(dá)，413個(gè)下調(diào)表達(dá)；HR48/HS48比較組中鑒定出468個(gè)DEGs，其中202個(gè)上調(diào)表達(dá)，266個(gè)下調(diào)表達(dá)。

2.2 定量關(guān)聯(lián)性分析

2.2.1 轉(zhuǎn)錄組和蛋白質(zhì)組數(shù)量關(guān)聯(lián)關(guān)系 首先，對(duì)趕泰-2-2與皖82-178在豆卷葉螟取食前后獲得的轉(zhuǎn)錄組測(cè)序結(jié)果被用于CDS（coding sequence）預(yù)測(cè)，從而獲得這些基因的蛋白質(zhì)序列。然后，將獲得的蛋白質(zhì)序列作為搜索數(shù)據(jù)庫(kù)。為了避免假陽性的出現(xiàn)，轉(zhuǎn)錄組和蛋白質(zhì)組結(jié)果再次進(jìn)行統(tǒng)一參考基因組數(shù)據(jù)庫(kù)（大豆參考基因組）搜索比對(duì)。當(dāng)某一蛋白被鑒定并且在轉(zhuǎn)錄組水平有表達(dá)量信息時(shí)，被認(rèn)為關(guān)聯(lián)。

在鑒定、定量和顯著差異3個(gè)范圍中，能關(guān)聯(lián)的蛋白質(zhì)和基因數(shù)量見表1。HR48/HR0比較組中有3 973個(gè)基因在蛋白質(zhì)和mRNA水平均被鑒定，并定量2 128個(gè)基因，有11個(gè)DEPs同DEGs關(guān)聯(lián)；HS48/HS0比較組中有3 976個(gè)基因在蛋白質(zhì)和mRNA水平均被鑒定，并定量2 127個(gè)基因，有9個(gè)DEPs同DEGs關(guān)聯(lián)；HR0/HS0比較組中有3 977個(gè)基因在蛋白質(zhì)和mRNA水平均被鑒定，并定量2 124個(gè)基因，有3個(gè)DEPs同DEGs關(guān)聯(lián)；HR48/HS48比較組中有3 973個(gè)基因在蛋白質(zhì)和mRNA水平均被鑒定，并定量2 132個(gè)基因，有4個(gè)DEPs同DEGs關(guān)聯(lián)。

2.2.2 轉(zhuǎn)錄組和蛋白質(zhì)相關(guān)性分析 對(duì)4個(gè)比較組中鑒定出的蛋白質(zhì)水平和mRNA水平的相對(duì)表達(dá)量進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，且將蛋白和mRNA表達(dá)量的變化分為4種類型：蛋白和mRNA表達(dá)趨勢(shì)相同、蛋白和mRNA表達(dá)趨勢(shì)相反、蛋白表達(dá)有差異而mRNA表達(dá)無差異和蛋白表達(dá)無差異而mRNA表達(dá)有差異。結(jié)果表明，HR48/HR0、HS48/HS0、HR0/HS0和HR48/HS48比較組的相關(guān)系數(shù)分別為0.1565、0.2687、0.1149和0.035（圖1）。HR48/HR0、HS48/HS0、HR0/HS0和HR48/HS48比較組中關(guān)聯(lián)到蛋白和mRNA表達(dá)趨勢(shì)相同的基因分別有11、9、2和3個(gè)，說明在轉(zhuǎn)錄后或翻譯水平蛋白不受調(diào)控或調(diào)控較少的基因；蛋白和mRNA表達(dá)趨勢(shì)相反的基因分別為0、0、1和1個(gè)；蛋白表達(dá)有差異而mRNA表達(dá)無差異的基因分別有225、241、210和207個(gè)，可能樣本間的蛋白翻譯修飾有差異；蛋白表達(dá)無差異而mRNA表達(dá)有差異的基因分別有35、26、10和8個(gè)，可能mRNA受到轉(zhuǎn)錄后調(diào)控（表2）。

表1 在鑒定、定量、顯著差異3個(gè)范圍中，能被關(guān)聯(lián)的蛋白質(zhì)和基因數(shù)量關(guān)系

通過關(guān)聯(lián)分析，發(fā)現(xiàn)一些可能與大豆抗豆卷葉螟脅迫相關(guān)的靶標(biāo)蛋白（表3），如胰蛋白酶抑制劑A、查爾酮異構(gòu)酶4、醌氧化還原酶蛋白質(zhì)At1g23740、莖31 kD糖蛋白前體、橡膠蛋白、脂氧合酶9、α-加氧合酶1、植物凝集素前體、POD12、莖28 kD糖蛋白前體和應(yīng)激蛋白SAM22等受豆卷葉螟脅迫后受均上調(diào)表達(dá)，可能在應(yīng)答豆卷葉螟脅迫中扮演重要角色。而cAPX1在豆卷葉螟取食前后，在高抗材料中的表達(dá)量始終高于高感材料，可能是貯存在植物體內(nèi)的抑制昆蟲聚集的種間感應(yīng)的化合物，是一個(gè)組成型防御蛋白。這些DEPs與DEGs的表達(dá)豐度不一致，如蛋白表達(dá)豐度較mRNA低或高，可能是在轉(zhuǎn)錄后或翻譯水平調(diào)控，miRNA調(diào)控靶基因?qū)е乱种频鞍追g或積累蛋白。

A：HR48-VS-HR0；B：HS48-VS-HS0；C：HS0-VS-HR0；D：HS48-VS-HR48

表2 4種蛋白和mRNA表達(dá)量變化類型

表3 基因和蛋白質(zhì)水平上鑒定出的表達(dá)模式相同或相反的共有DEPs/DEGs

2.2.3 表達(dá)趨勢(shì)相同的DEPs/DEGs生物信息學(xué)分析 對(duì)關(guān)聯(lián)到的蛋白和mRNA表達(dá)趨勢(shì)相同的DEPs/ DEGs進(jìn)行GO功能顯著性富集分析，以確定差異表達(dá)基因行使的主要功能。結(jié)果表明，HR48/HR0比較組中關(guān)聯(lián)到的11個(gè)DEPs/DEGs生物學(xué)過程有代謝過程、刺激響應(yīng)、細(xì)胞過程、多生物過程和免疫系統(tǒng)過程，參與細(xì)胞組分主要有細(xì)胞部分和細(xì)胞，分子功能主要有結(jié)合、催化活性、庫(kù)營(yíng)養(yǎng)活動(dòng)、酶調(diào)節(jié)活性；HS48/HS0比較組中關(guān)聯(lián)到的9個(gè)DEPs/DEGs生物學(xué)過程有代謝過程、刺激響應(yīng)、細(xì)胞過程，參與細(xì)胞組分有細(xì)胞部分、細(xì)胞、細(xì)胞器和膜，分子功能主要有結(jié)合、催化活性、庫(kù)營(yíng)養(yǎng)活動(dòng)、酶調(diào)節(jié)活性和抗氧化活性；HR0/HS0比較組中關(guān)聯(lián)到的2個(gè)DEPs/DEGs生物學(xué)過程有代謝過程、細(xì)胞過程和刺激響應(yīng)過程，參與細(xì)胞組分有細(xì)胞部分和細(xì)胞，分子功能主要有結(jié)合、催化活性、抗氧化活性；HR48/HS48比較組中關(guān)聯(lián)到的3個(gè)DEPs/DEGs生物學(xué)過程有代謝過程、細(xì)胞過程和刺激響應(yīng)過程，參與細(xì)胞組分有細(xì)胞部分、細(xì)胞、細(xì)胞器、細(xì)胞器部分、復(fù)雜大分子，分子功能主要有結(jié)合、催化活性、結(jié)構(gòu)分子活性和抗氧化活性。當(dāng)大豆受到豆卷葉螟危害以后，植物體內(nèi)的防御系統(tǒng)會(huì)立即響應(yīng)刺激，適當(dāng)?shù)卦黾芋w內(nèi)的代謝活動(dòng)，產(chǎn)生防御物質(zhì)，而且增強(qiáng)各種酶的活性來促進(jìn)防御。

利用KEGG pathway數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)共有DEPs/DEGs進(jìn)行了Pathway富集分析，確定蛋白質(zhì)參與的主要生化代謝途徑和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑。結(jié)果表明，HR48/HR0比較組中關(guān)聯(lián)到的11個(gè)DEPs/DEGs中有9個(gè)Pathway到8條代謝通路中，為代謝途徑、核糖體、類黃酮生物合成、亞油酸代謝、氨基糖和核苷酸糖代謝、氨酰生物合成、亞麻酸代謝、次生代謝產(chǎn)物的生物合成；HS48/HS0比較組關(guān)聯(lián)到的9個(gè)DEPs/DEGs中有7個(gè)Pathway到6條代謝通路中，為代謝途徑、亞油酸代謝、核糖體、苯基丙酸生物合成、RNA運(yùn)轉(zhuǎn)、次生代謝產(chǎn)物的生物合成。HR0/HS0比較組中關(guān)聯(lián)到的2個(gè)DEPs/DEGs Pathway到3條代謝通路中，為亞油酸代謝、抗壞血酸鹽和aldarate代謝、谷胱甘肽代謝；HR48/HS48比較組中關(guān)聯(lián)到的3個(gè)DEPs/DEGs Pathway到3條代謝通路中，為谷胱甘肽代謝、核糖體、抗壞血酸鹽和aldarate代謝。

2.3 功能方面關(guān)聯(lián)分析

有些DEPs和DEGs雖然在定量上沒有被關(guān)聯(lián)，但它們可能同時(shí)參與某條Pathway通路，從而使該條通路發(fā)生變化。因此利用KEGG數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)轉(zhuǎn)錄組和蛋白組數(shù)據(jù)同時(shí)進(jìn)行Pathway注釋，把這些DEPs和DEGs進(jìn)行功能關(guān)聯(lián)，將轉(zhuǎn)錄組和蛋白組表達(dá)數(shù)據(jù)在一張通路圖中展示，直觀展示一條通路中的所有轉(zhuǎn)錄組和蛋白質(zhì)組鑒定和定量到的數(shù)據(jù)，從生物學(xué)代謝通路的角度進(jìn)一步說明蛋白組和轉(zhuǎn)錄組富集關(guān)聯(lián)情況。

功能方面關(guān)聯(lián)到的代謝通路中涉及到的差異蛋白直接或間接參與大豆對(duì)豆卷葉螟的抗蟲反應(yīng)，在同一代謝途徑中顯示出mRNA上調(diào)表達(dá)，蛋白上調(diào)表達(dá)，mRNA和蛋白同時(shí)改變或者一方改變，mRNA和蛋白同時(shí)不變等情況。結(jié)果表明，HR48/HR0比較組有27條Pathway通路共關(guān)聯(lián)到101個(gè)DEPs和23個(gè)DEGs，如：代謝途徑中關(guān)聯(lián)到64個(gè)DEPs和13個(gè)DEGs、次生代謝產(chǎn)物的生物合成中關(guān)聯(lián)到44個(gè)DEPs和14個(gè)DEGs、核糖體中關(guān)聯(lián)到23個(gè)DEPs和1個(gè)DEGs、淀粉和蔗糖代謝中關(guān)聯(lián)到7個(gè)DEPs和1個(gè)DEGs、糖酵解/糖異生中關(guān)聯(lián)到6個(gè)DEPs和1個(gè)DEG、苯基丙酸生物合成中關(guān)聯(lián)到6個(gè)DEPs和7個(gè)DEGs等（表4），且這些DEPs和DEGs均上調(diào)表達(dá)。如在糖酵解/糖異生代謝途徑中g(shù)i|356496743|ref|XP_003517225.1|、gi|356515641|ref|XP_003526507.1|、gi|356572486|ref| XP_003554399.1|、gi|356576165|ref|XP_003556204.1||、gi|363808320|ref|NP_001241992.1|、gi|356516690|ref| XP_003527026.1|上調(diào)表達(dá)（差異表達(dá)蛋白）和gi|356497822|ref|XP_003517756.1|上調(diào)表達(dá)（差異表達(dá)基因）能調(diào)控醋酸、乙醛等物質(zhì)的合成；在甘油酯代謝途徑中g(shù)i|356516690|ref|XP_003527026.1|上調(diào)表達(dá)（蛋白）和gi|356497822|ref|XP_003517756.1|上調(diào)表達(dá)（基因）都能調(diào)控D-甘油酸酯、D-甘油醛等物質(zhì)的合成；在苯丙素生物合成途徑中g(shù)i|351727703|ref| NP_001236658.1|、gi|356525622|ref|XP_003531423.1|、gi|356534700|ref| XP_003535890.1|、gi|356539666|ref| XP_003538316.1|、gi|358248528|ref|NP_001240152.1|、gi|359807592|ref| NP_001240903.1|上調(diào)表達(dá)（差異表達(dá)蛋白）和gi|351726279|ref|NP_001237377.1|、gi|356498192|ref| XP_003517937.1|、gi|356568192|ref| XP_003552297.1|、gi|356568196|ref|XP_003552299.1|、gi|356576075|ref| XP_003556160.1|、gi|363807568|ref| NP_001241894.1、gi|571514246|ref|XP_006597070.1|上調(diào)表達(dá)（差異表達(dá)基因）都能調(diào)控P-羥基苯基木質(zhì)素、5-羥基苯基木質(zhì)素、愈創(chuàng)木基木質(zhì)素、紫丁香木質(zhì)素等物質(zhì)的合成；在丙酮酸代謝途徑中g(shù)i|356495891|ref|XP_003516804.1|、gi|356516690|ref| XP_003527026.1|、gi|356555674|ref|XP_003546155.1|、gi|356569869|ref|XP_003553117.1|、gi|356576165|ref| XP_003556204.1|上調(diào)表達(dá)（差異表達(dá)蛋白）和gi|356497822|ref|XP_003517756.1|上調(diào)表達(dá)（差異基因）都能調(diào)控醋酸的合成（圖2）。HS48/HS0比較組有15條Pathway通路共關(guān)聯(lián)147個(gè)DEPs和16個(gè)DEGs，如：代謝途徑中關(guān)聯(lián)94個(gè)DEPs和9個(gè)DEGs、次生代謝產(chǎn)物的生物合成中關(guān)聯(lián)59個(gè)DEPs和8個(gè)DEGs、核糖體中關(guān)聯(lián)22個(gè)DEPs和1個(gè)DEGs等（表5），且這些DEPs和DEGs均上調(diào)表達(dá)。HR0/HS0比較組有18條Pathway通路共關(guān)聯(lián)82個(gè)DEPs和10個(gè)DEGs，如：代謝途徑中關(guān)聯(lián)65個(gè)DEPs和4個(gè)DEGs、次生代謝產(chǎn)物的生物合成中關(guān)聯(lián)44個(gè)DEPs和3個(gè)DEG、苯基丙酸生物合成中關(guān)聯(lián)6個(gè)DEPs和1個(gè)DEGs等（表6）；HR48/HS48比較組僅代謝途徑中關(guān)聯(lián)到71個(gè)DEPs和2個(gè)DEGs（表7）。

表4 HR48/HR0比較組差異表達(dá)蛋白與差異表達(dá)基因的功能關(guān)聯(lián)分析

紅色框表示蛋白表達(dá)有差異而mRNA表達(dá)無差異，藍(lán)色框表示蛋白表達(dá)無差異而mRNA表達(dá)有差異

Red box showed protein_expression_mRNA_0, blue box showed protein _0_mRNA_expression

圖2 HR48/HR0中僅蛋白表達(dá)有差異與僅mRNA表達(dá)有差異的基因的功能關(guān)聯(lián)圖

Fig. 2 Association with the function of the protein_expression_mRNA_0 or protein _0_mRNA_expression in the HR48/HR0

2.4 qRT-PCR驗(yàn)證

為了驗(yàn)證轉(zhuǎn)錄組和蛋白質(zhì)組關(guān)聯(lián)分析結(jié)果的可信度，對(duì)HR48/HR0中5個(gè)具有相同表達(dá)模式的DEGs/DEPs進(jìn)行了qRT-PCR表達(dá)分析。發(fā)現(xiàn)5個(gè)DEGs/DEPs的qRT-PCR表達(dá)模式與其RNA-Seq和iTRAQ結(jié)果一致（圖3）。

表5 HS48/HS0比較組中差異表達(dá)蛋白與差異表達(dá)基因的功能關(guān)聯(lián)分析

圖3 實(shí)時(shí)熒光定量PCR分析

表6 HR0/HS0比較組中差異表達(dá)蛋白與差異表達(dá)基因的功能關(guān)聯(lián)分析

表7 HR48/HS48比較組中差異表達(dá)蛋白與差異表達(dá)基因的功能關(guān)聯(lián)分析

3 討論

受到蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)的局限性，大多數(shù)研究主要集中在轉(zhuǎn)錄組水平，并認(rèn)為蛋白質(zhì)表達(dá)的多 少在很大程度上依賴于其對(duì)應(yīng)的mRNA水平。由于蛋白質(zhì)組和轉(zhuǎn)錄組關(guān)聯(lián)分析可以深入了解蛋白質(zhì)和基因的內(nèi)在聯(lián)系，能揭示基因表達(dá)的轉(zhuǎn)錄后調(diào)控狀態(tài)，因此，蛋白質(zhì)組和轉(zhuǎn)錄組間的關(guān)系研究可能是未來的系統(tǒng)生物研究中不可忽略的一部分[18]。Wu等[19]對(duì)開花后的晚熟型甜橙突變種和其野生種果肉的轉(zhuǎn)錄組和蛋白質(zhì)組進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，與轉(zhuǎn)錄組關(guān)聯(lián)上的差異蛋白數(shù)為54個(gè)，且其中許多為柑橘成熟調(diào)控網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的差異基因和蛋白。陳全助[20]對(duì)接菌后桉樹葉片的轉(zhuǎn)錄組和蛋白質(zhì)組進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，研究發(fā)現(xiàn)接菌誘導(dǎo)12 h比較組中蛋白組與轉(zhuǎn)錄組的相關(guān)系數(shù)=0.2935，而24 h的相關(guān)系數(shù)=0.6985，且多數(shù)關(guān)聯(lián)差異蛋白參與了植物的抗逆響應(yīng)，如幾丁質(zhì)酶、苯丙氨酸解氨酶、病程相關(guān)蛋白和過氧化物酶等。蘇亞春[21]對(duì)甘蔗崖城05-179和“ROC”22黑穗病菌接種48 h后蔗芽的轉(zhuǎn)錄組和蛋白質(zhì)組進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，研究發(fā)現(xiàn)崖城05-179比較組中蛋白組與轉(zhuǎn)錄組的相關(guān)系數(shù)=0.1502，“ROC”22的相關(guān)系數(shù)=0.2466。本研究通過對(duì)高抗品種趕泰-2-2和高感品種皖82-178受豆卷葉螟取食脅迫48 h時(shí)的葉片蛋白質(zhì)組和轉(zhuǎn)錄組進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析。關(guān)聯(lián)分析結(jié)果顯示，HR48/HR0、HS48/HS0、HR0/HS0和HR48/HS48比較組中蛋白質(zhì)組與轉(zhuǎn)錄組的相關(guān)系數(shù)分別為0.1565、0.2687、0.1149和0.035?？梢?個(gè)比較組的相關(guān)性并不是很高，因DNA轉(zhuǎn)錄成mRNA以及mRNA翻譯成蛋白質(zhì)的各個(gè)步驟會(huì)受到各種因子對(duì)轉(zhuǎn)錄、翻譯過程的調(diào)節(jié)及翻譯后調(diào)控[22]，使mRNA轉(zhuǎn)錄子的數(shù)目、蛋白質(zhì)位置、數(shù)量和功能發(fā)生改變，從而導(dǎo)致mRNA與相對(duì)應(yīng)蛋白質(zhì)之間相關(guān)性的丟失[23]，且植株中多數(shù)基因和蛋白非差異表達(dá)。且本研究中各比較組鑒定出的DEPs較多，其中HR48/HR0比較組鑒定出236個(gè)DEPs，HS48/HS0比較組鑒定出250個(gè)DEPs，HR0/HS0比較組鑒定出213個(gè)DEPs，HR48/HS48比較組鑒定出211個(gè)DEPs，不易篩選出與抗豆卷葉螟相關(guān)的目標(biāo)蛋白。通過轉(zhuǎn)錄組與蛋白質(zhì)組關(guān)聯(lián)分析的手段，比較容易找出與與豆卷葉螟的抗性相關(guān)基因和蛋白及抗蟲相關(guān)代謝通路。如定量關(guān)聯(lián)分析表明，HR48/HR0和HS48/HS0比較組中篩選出的與轉(zhuǎn)錄組關(guān)聯(lián)的差異蛋白分別為11個(gè)和9個(gè)，且表達(dá)趨勢(shì)相同均為上調(diào)表達(dá)，關(guān)聯(lián)到差異蛋白主要與植物抗逆性密切相關(guān)，如胰蛋白酶抑制劑A、植物凝集素、橡膠蛋白、脂氧合酶、過氧化物酶12、α-加雙氧酶1、病程相關(guān)蛋白PR-5b、應(yīng)激蛋白SAM22、查爾酮異構(gòu)酶4等，可能在應(yīng)答豆卷葉螟脅迫中扮演重要角色。HR0/HS0和HR48/HS48比較組中與轉(zhuǎn)錄組關(guān)聯(lián)的差異蛋白分別為3個(gè)和4個(gè)，其中與差異基因表達(dá)趨勢(shì)相同的差異蛋白數(shù)量分別為2個(gè)和3個(gè)，其中與植物抗逆相關(guān)的抗壞血酸鹽過氧化物酶1（cAPX1）上調(diào)表達(dá)，即豆卷葉螟取食前后其在趕泰-2-2中的含量始終高于皖82-178，可能是貯存在植物體內(nèi)的抑制昆蟲聚集的種間感應(yīng)的化合物，是一種組成型防御蛋白。功能方面關(guān)聯(lián)分析表明，HR48/HR0比較組有27條Pathway通路共關(guān)聯(lián)到101個(gè)DEPs和23個(gè)DEGs，包括代謝途徑、次生代謝產(chǎn)物的生物合成、核糖體、苯基丙酸生物合成等；HS48/HS0比較組有15條Pathway通路共關(guān)聯(lián)到147個(gè)DEPs和16個(gè)DEGs，包括代謝途徑、次生代謝產(chǎn)物的生物合成、核糖體等；HR0/HS0比較組有18條Pathway通路共關(guān)聯(lián)到82個(gè)DEPs和10個(gè)DEGs，包括代謝途徑、次生代謝產(chǎn)物的生物合成、苯基丙酸生物合成等；HR48/HS48比較組僅有代謝途徑關(guān)聯(lián)到71個(gè)DEPs和2個(gè)DEGs。且所有DEPs和DEGs均上調(diào)表達(dá)，在同一代謝通路共同協(xié)調(diào)或相互協(xié)調(diào)作用調(diào)控與抗蟲相關(guān)的基因合成，功能方面關(guān)聯(lián)的代謝通路中涉及到的差異蛋白直接或間接參與大豆對(duì)豆卷葉螟的抗蟲反應(yīng)。

大豆胰蛋白酶抑制劑能顯著抑制昆蟲腸中蛋白酶活性，阻礙昆蟲消化蛋白質(zhì)，尤其對(duì)鱗翅目昆蟲有較強(qiáng)的抑制作用[24-26]。赤擬谷盜[27]、甜菜夜蛾[28]、美洲棉鈴蟲[29]、四紋豆象[29]和蜜蜂[30]等昆蟲喂養(yǎng)胰蛋白酶抑制劑后出現(xiàn)營(yíng)養(yǎng)不良甚至死亡率升高的現(xiàn)象。植物凝集素是至少具有一個(gè)可與單糖或寡聚糖特異可逆結(jié)合的非催化結(jié)構(gòu)域的蛋白，當(dāng)凝集素隨食物進(jìn)入昆蟲腸道中誘發(fā)局部或系統(tǒng)性毒害效應(yīng)后，可能引起昆蟲的拒食、生長(zhǎng)停滯甚至死亡[31]。已有研究表明煙草夜蛾幼蟲[32]、桃蚜[33]、番茄夜蛾[34]等昆蟲取食轉(zhuǎn)凝集素基因的植物后，其生存率、繁殖率等都大大降低。豆卷葉螟取食誘導(dǎo)后，胰蛋白酶抑制劑A在抗感材料中均上調(diào)表達(dá)，凝集素前體在皖82-178中上調(diào)表達(dá)。推測(cè)豆卷葉螟侵害大豆后，胰蛋白酶抑制劑A、K型胰蛋白酶抑制劑和凝集素前體從大豆受害細(xì)胞中釋放出來，影響昆蟲營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的正常吸收，使昆蟲生長(zhǎng)發(fā)育受到抑制甚至死亡，從而達(dá)到殺蟲防御蟲害的目的。

茉莉酸（Jasmonic acid，JA）信號(hào)途徑在植物抗蟲反應(yīng)中起重要作用，參與機(jī)械損傷和抗蟲防御信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，調(diào)控著植物下游防御反應(yīng)基因的表達(dá)，顯著誘導(dǎo)植物體內(nèi)防御系統(tǒng)響應(yīng)，減少蟲害，是病蟲害和機(jī)械傷害誘導(dǎo)的主要途徑[35-38]。脂氧合酶（LOX）是JA合成過程中的關(guān)鍵酶類[39]，且是植物誘導(dǎo)防御途徑中的重要信號(hào)因子[40]。-加雙氧酶（-DOX）也能夠催化脂肪酸氧化，其產(chǎn)物2-氫過氧化脂肪酸是一種新型的氧化脂肪酸，也是JA途徑中的一個(gè)酶[41]。豆卷葉螟取食誘導(dǎo)后，脂氧合酶-9在趕泰-2-2中上調(diào)表達(dá)，9S-脂氧合酶和α-加雙氧酶在皖82-178中上調(diào)表達(dá)。說明豆卷葉螟誘導(dǎo)激活了大豆JA信號(hào)途徑，JA信號(hào)途徑在不同基因型大豆抗蟲防御過程中均起重要作用。

過氧化物酶（Peroxidase，POD）是植物體內(nèi)重要的防御酶系，能催化H2O2的分解來清除細(xì)胞受脅迫時(shí)產(chǎn)生的ROS[42-43]。POD在小麥[44-45]、高粱[46]、黃瓜[47]和水稻[41, 48]等作物中均能被昆蟲誘導(dǎo)。豆卷葉螟誘導(dǎo)后，氧化物酶-12在皖82-178中上調(diào)表達(dá)，推測(cè)該基因在高感材料中上調(diào)表達(dá)有助于降低由蟲害引起的ROS對(duì)大豆造成的傷害，維持大豆正常代謝功能。

存在于植物葉綠體和細(xì)胞質(zhì)中的抗壞血酸鹽過氧化物酶（APX）是H2O2解毒體系中的關(guān)鍵酶，它通過催化抗壞血酸-谷胱甘肽循環(huán)來發(fā)揮這一關(guān)鍵作用[49-50]。高等植物的APX同工酶主要分為胞質(zhì)APX（cAPX）和葉綠體APX（chlAPX），其中cAPX是植物應(yīng)答惡劣環(huán)境的主要酶類[51]。CALDWELL等[52]研究表明大豆中cAPX的轉(zhuǎn)錄、翻譯和翻譯后調(diào)控能增強(qiáng)其抵抗環(huán)境脅迫的能力。Yoshimura等[53]研究表明缺少cAPX1會(huì)導(dǎo)致葉綠體H2O2清除系統(tǒng)的崩潰。豆卷葉螟取食前后，cAPX1在趕泰-2-2中表達(dá)量始終高于皖82-178，說明cAPX1的表達(dá)能保護(hù)重要的細(xì)胞區(qū)域免受氧化脅迫，嚴(yán)格控制細(xì)胞內(nèi)H2O2水平，從而抵制蟲害入侵。

查爾酮異構(gòu)酶是黃酮類化合物生物合成過程中的關(guān)鍵酶，查爾酮在查爾酮異構(gòu)酶作用下形成類黃酮，是合成黃烷酮、黃酮、黃酮醇及花色素苷等物質(zhì)所必需的酶，涉及了苯丙氨酸代謝途徑中各種具有防御性產(chǎn)物的生物合成，在植物的抗脅迫逆境脅迫方面也起著重要的作用[54-55]。豆卷葉螟誘導(dǎo)后，查爾酮異構(gòu)酶4在趕泰-2-2中上調(diào)表達(dá)，推測(cè)其在高抗材料中能應(yīng)答豆卷葉螟的防御反應(yīng)。

PR-5蛋白是PRs蛋白家族中的一類，在抵抗逆境脅迫中起著非常重要的作用[56]。機(jī)械損傷或外施SA、甲基紫精、真菌誘導(dǎo)物、過氧化氫、磷酸鈉均能誘導(dǎo)大豆的應(yīng)激蛋白SAM22表達(dá)[57]。豆卷葉螟誘導(dǎo)后，PR-5蛋白和應(yīng)激蛋白SAM22在皖82-178中上調(diào)表達(dá)，推測(cè)其可能參與了高感材料的防御反應(yīng)。

4 結(jié)論

HR48/HR0和HS48/HS0比較組中分別鑒定出11個(gè)和9個(gè)DEPs/DEGs且表達(dá)模式相同，HR0/HS0和HR48/HS48比較組中分別鑒定出3個(gè)和4個(gè)DEPs/ DEGs，表達(dá)模式相同的分別有2個(gè)和3個(gè)。這些差異蛋白與代謝途徑、核糖體、類黃酮生物合成、亞油酸代謝、氨基糖-核苷酸代謝、氨酰生物合成、亞麻酸代謝、次生代謝產(chǎn)物的生物合成、苯基丙酸生物合成、RNA運(yùn)轉(zhuǎn)、谷胱甘肽代謝、抗壞血酸鹽和aldarate代謝等相關(guān)。同時(shí)，胰蛋白酶抑制劑A、K型胰蛋白酶抑制劑、查爾酮異構(gòu)酶4、脂氧合酶9、α-加氧合酶1、植物凝集素前體、POD12、應(yīng)激蛋白SAM22和cAPX1等可能是大豆抗豆卷葉螟潛在的靶標(biāo)蛋白。

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（責(zé)任編輯 李莉）

Correlation Analysis on Transcriptomic and Proteome of Soybean Resistance to Bean pyralid()

ZENG WeiYing, SUN ZuDong, LAI ZhenGuang, CAI ZhaoYan, CHEN HuaiZhu, YANG ShouZhen, TANG XiangMin

(Institute of Economic Crops of Guangxi Academy of Agricultural Sciences/MOA Southwest Experimental Station of Maize-Soybean Intercrop, Nanning 530007)

【】In order to lay a solid basis for a holistic understanding of the defense molecular mechanism of soybean resistance toin soybean, the correlation analysis of the transcriptomic and proteomic of soybean leaves (the highly resistant line (Gantai-2-2) and the highly susceptible line (Wan 82-178)) underlarva feeding for 0 h and 48 h was conducted. 【】In this study, soybeans with high resistance and susceptibility towere selected as the research objects. The gene and protein expression abundance was analyzed for the soybean following thefeedings using RNA-Seq and iTRAQ technology, respectively. Then the correlation value between the protein level and the transcription level was calculated.【】There were 236 DEPs and 1 064 DEGs, 250 DEPs and 680 DEGs, 213 DEPs and 605 DEGs, 211 DEPs and 468 DEGs identified in HR48/HR0, HS48/HS0, HR0/HS0 and HR48/HS48. The results indicated that the correlations between the quantitative protein and mRNA were 0.156, 0.2687, 0.1149, and 0.035 in HR48/HR0, HS48/HS0, HR0/HS0 and HR48/HS48, and 11, 9, 3 and 4 DEPs/DEGs were identified, of which 11, 9, 2 and 3 with same expression trend, respectively. These differential expression proteins were revealed to be involved in metabolic pathways, ribosome, flavonoid biosynthesis, linoleic acid metabolism, amino sugar and nucleotide sugar metabolism, aminoacyl-RNA biosynthesis, alpha-linoleic acid metabolism, biosynthesis of secondary metabolism, phenylpropanoid biosynthesis, RNA transport, glutathione metabolism, ascorbate andaldarate metabolism. The function correlation analysis results showed that 27 pathways correlated to 101 DEPs and 23 DEGs were identified in HR48/HR0, 15 pathways correlated to 147 DEPs and 16 DEGs were identified in HS48/HS0, 18 pathways correlated to 82 DEPs and 10 DEGs were identified in HR0/HS0, and 1 pathway correlated to 71 DEPs and 2 DEGs were identified in HR48/HS48. Candidate differential expression proteins closely related to insect resistance, such as trypsin inhibitor A-like, kunitz-type trypsin inhibitor, chalcone isomerase 4-like, lipoxygenase-9, alpha-dioxygenase 1-like, linoleate 9S-lipoxygenase 1-like isoform 1, lectin precursor, peroxidase 12-like, stress-induced protein SAM22, scorbate peroxidase 1, cytosolic, and so on. Finally, qRT-PCR analysis confirmed that the two kinds of “omics” results were reliable. 【】In this study, some proteins and metabolic pathways were related to insect-resistant, these differential proteins were directly or indirectly involved in soybean response to.

soybean;; transcriptomic; proteomic; correlation analysis

2017-11-03；

2017-12-18

國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2017YFD0101504）、廣西自然科學(xué)基金（2017GXNSFDA198037，2016GXNSFAA380238）、廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技發(fā)展基金（桂農(nóng)科2016JM03）

曾維英，E-mail：zengweiying_1981@163.com。

孫祖東，E-mail：sunzudong639@163.com