新疆沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)起源于第三纪,是亚洲中部荒漠地区唯一的常绿阔叶灌木,具有极强的抗寒和耐旱能力,能够耐受-30℃以下的极端低温。该植物已被列为国家二级濒危保护植物,是我国研究特种植物化学成分(如抗冻蛋白AFP)的重要材料。
中国科学院新疆生态与地理研究所吐鲁番沙漠植物园尹林克研究员及其团队,在国家科技部重大基础研究前期研究专项(2004CCA03400)和新疆维吾尔自治区自然科学基金资助项目(200421106)的支持下,开展了极端低温下新疆沙冬青的蛋白质组学研究。
研究团队采用2-DE(双向凝胶电泳)技术,在pH3-10的凝胶上,通过PDQuest图像分析软件平均检测到约500个蛋白质点。对差异蛋白点进行胶内酶解后,利用基质辅助激光解析电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)进行蛋白质鉴定,并通过RT-PCR方法验证了2-DE结果。通过对Unigene库及NCBI数据库的搜索,共鉴定出8个与抗性、细胞分化、代谢、蛋白酶、转录与翻译因子相关的蛋白。
研究结果显示,极端低温下新疆沙冬青叶片中与能量代谢相关的蛋白质在植物抗冻过程中发挥着关键作用。这些蛋白质的表达变化揭示了沙冬青对极端环境适应的分子机制,为进一步开发抗冻蛋白及相关生物技术应用提供了理论基础。
相关研究成果已发表于国际学术期刊Plant Growth Regulation。