近日,威尼斯官网农学与生命科学学院师生在工业大麻研究领域取得新进展,相关工作以题为Differential protein response to different light quality conditions of industrial hemp cultivation based on DIA technology(doi.org/10.1016/j.indcrop.2023.116650)的文章在国际著名学术期刊Industrial Crops and Products发表。该期刊是农林科学农艺学领域的中科院1区TOP期刊,影响因子6.449。本文1066vip威尼斯官网为第一单位,农生学院程霞老师为第一作者,2019级硕士研究生赵锴源为并列第一作者,农生学院周丽娟老师为通讯作者。
工业大麻是喜光植物,对光响应较敏感,光质直接影响大麻的产量和质量。本文首次利用DIA蛋白质组学技术研究大麻在红光和蓝光下的蛋白响应机制,共鉴定出7591个蛋白质,红光~白光和蓝光~白光下分别鉴定出421和456个差异蛋白,蓝光处理下的上调蛋白远多于红光处理。不同光质下,红光~白光下差异蛋白功能富集主要在脂质代谢、核苷酸代谢、萜类和多酮类化合物的代谢等;蓝光~白光下差异蛋白功能富集主要在萜类和多酮类化合物的代谢等。通过分析参与pathway和共表达差异蛋白发现,蓝光下工业大麻主要通过以下机制促进工业大麻生长:1.DNA修复能力增强。2.类胡萝卜素大量合成,光合速率提升。3.生长素合成和淀粉积累速率增强。4.木质化速度加快,植株营养生长加快。而红光下工业大麻则表现出:1.RNA剪切体途径受到抑制,细胞有丝分裂受阻。2.DNA受到损伤,复制受阻,同时DNA修复能力受到抑制。3.电子载体、单加氧酶活性降低,细胞代谢能力降低。4.细胞活性氧含量增加,同时植株抗氧化物酶活性升高。5.气孔关闭,光合能力降低。6.叶绿体和细胞内膜分解,细胞程序性死亡。7.根部生长、植株生长分化受到抑制。实验结果可为光质调控在工业大麻工厂化的应用提供理论依据。
以上研究得到国家自然科学基金(32160100),云南省地方高校联合基金202001BA070001-129,202001BA070001-163)的资助。