蛋白质组学在农业生物科学研究中的应用

郭瑞坤

摘   要：所谓蛋白质组学，是指围绕蛋白质组，对细胞、组织或者生物体蛋白质组成及其变化规律进行研究的一门学科。利用这种技术，能够进一步掌握生物的生长规律、组织结构。动植物体中都含有大量的蛋白质，其是组织结构的重要组成成分，而蛋白质的生长很大程度上与生物基因的控制有关联性。基于对基因特性的利用，以定向的方式控制蛋白质的形成，这样可以对生物产生的某些重大疾病进行有针对性治疗。同时，蛋白质组学在农业生物科学研究中也得到了广泛应用，不仅能够提升农业种植的效率，而且可以利用蛋白质的特性提高其抗病能力。

关键词：蛋白质组学;农业生物科学;应用研究

文章编号： 1005-2690（2020）08-0119-01       中图分类号： S188       文献标志码： B

随着我国科技的不断发展，生物研究领域取得了巨大进步，而对蛋白质组学的研究也获得了进一步突破。蛋白质组学的研究成果不仅可以在医疗卫生领域进行应用，同时还能够应用在农业生产过程中。我国是一个人口大国，先进的农业生产是我国社会稳定、经济持续发展的重要保障。然而我国目前面临着农村人口大量流失、农业生产技术落后等现状，要想保证我国的农业生产，提高农作物产量，必须加大对农业技术的研究。而蛋白质组学能够借助基因技术实现对蛋白质的控制，可以更好地提升我国的农业生产和技术水平。同时蛋白质组学还能够使人们从对基因、核酸层次的认识顺利过渡到直接从蛋白质层次对诸多基因产物的认识。某种生物的基因组成相对固定，但是不同组织的蛋白质表达却并不相同，从这方面来看，蛋白质组的研究相对复杂。蛋白质组的研究对于生物生命发展将有着重要的意義，而将该研究应用到农业研究中，将会极大促进农业生物科学的发展。

1   蛋白质组学在农学基础研究领域中的应用

1.1   农作物遗传育种

所谓的蛋白质组学，就是将蛋白质与基因联系到一起并展开研究，蛋白质最终的表现形态受到基因的控制。利用蛋白质组学能够掌握农作物发育过程中各器官、组织和细胞的变化状态，可以利用这种方式进行农作物新物种的培育，找到希望的定向发展方向，进而实现农作物产量的提升。比如常见的高株大豆和矮株大豆，矮株大豆具有抗倒伏能力强、产量高的特点，所以可以通过蛋白质组学，定向研究矮株大豆的蛋白质和基因组[1]。

1.2   作物逆境胁迫应答的研究

作物在生长过程中不可能一直处于有利的生长环境，而一直处于较为适合环境中的作物，一旦遇到极端环境，容易最先枯萎。造成这种现象的主要原因便是作物体内缺少适应该种环境的蛋白成分，而经常处于恶劣环境中的作物则可以在环境胁迫作用下产生相应的抗体蛋白，使自己能够更加适应环境变化。

Yan等用150 mm NaCl对水稻幼苗进行处理，通过对其根部总蛋白的提取及蛋白质组学研究，得到34个上调蛋白点和20个下调蛋白点，通过MS分析及数据库检索，鉴定出12个蛋白点，其归属于10种蛋白（4种盐胁迫蛋白及6种全新蛋白），这些蛋白参与碳、氮和能量代谢、mRNA和蛋白质的加工以及细胞骨架的稳定作用[2]。这项研究对水稻根部盐胁迫应答提供了新的视角，并且阐述了蛋白质组学研究方法在植物生物学等相关领域强大的推动作用。

1.3   农作物与微生物的相互作用研究

作物生长过程中寄生病害往往会对作物的生长造成影响，在两者相互作用过程中，作物往往能够产生一些不良反应，影响作物的最终产量。当然在此过程中，作物不仅会受到影响，同时自身会产生某种特殊的蛋白类物质，作为应对这种影响的反应。因此，在今后研究中，工作人员可以根据其中蛋白质组的特点，判断作物与微生物之间的相互作用关系，以便获得对病害抗性更好的品种。

2   蛋白质组学的发展前景与展望

农业生物科学技术的研究除了在作物方面之外，林业和畜牧业也是一个研究方向，在这2个方面进行蛋白质组学的研究，同样能够进一步提升其产量、抗胁迫能力、环境适应能力以及对病虫害的抵抗能力。而这些都源自于蛋白质组与基因之间的密切联系，虽然蛋白质种类和改变形式多种多样，但是仍然可以实现跟踪定向研究[3]。针对基于蛋白质基因功能的研究问题，蛋白质组学成为了一个重要解决途径，其作用在于利用生化手段对蛋白质功能进行研究，现阶段已经取得了阶段性成果。目前，作为一个专门的技术体系，在生命科学与农业科学研究中，蛋白质组分析这一方法已经得到了推广与普及。与此同时，基于蛋白质组学的研究也呈现迅猛发展的态势，在现代生命科学与农业科学中发挥着巨大的作用，其可能会使得人们对基因的认识发生重大转变，最终发展到更深层次[4]。由此可见，在基因组计划中，蛋白质组分析可以说是一次质的飞跃，在未来生命科学研究中将会成为必然趋势，同时其也会将微观分子系统与宏观生物系统联系到一起，在21世纪，蛋白质组在生命科学领域所占的地位将会越来越重要。

3   结束语

根据现在的科学研究成果可以发现，蛋白质组学对物种发展的意义重大。将蛋白质组学的相关理论应用在农业生物发展上，能够极大地促进农业科学的进步，并且在提高农业物种的环境适应能力、改善农作物的品质以及提高农业生物的抗病能力等方面有着巨大的作用，对于我国农业发展也会起到巨大的推动作用。

参考文献：

[ 1 ] 赵永.蓖麻不同类型花序的DNA甲基化与蛋白质组学差异研究[D].通辽：内蒙古民族大学，2017.

[ 2 ] 程娟献，夏晴，桑志红，等.转Bt基因大米与相应亲本大米差异蛋白质组学研究[J].国际药学研究杂志，2016（4）.

[ 3 ] 吴子明.不同培养条件下黄曲霉的比较蛋白质组学研究[D].镇江：江苏大学，2015.

[ 4 ] 刘洋，刘琳，晏月明，等.蛋白质组学在农业生物科学研究中的应用[J].生物技术通报，2008（3）：1-7.