蛋白质组学途径推进我们的植物自交不亲和反应的理解.doc

蛋白质组学途径推进我们的植物自交不亲和反应的理解萨勃拉曼尼亚Sankaranarayanan，穆罕默德贾姆希德，和Marcus A.塞缪尔生物科学卡尔加里，毕392，2500大学道西北，卡尔加里T2N1N4，加拿大大学*系，* S支持信息摘要：自交不亲和性（ SI ）在植物中是一种防止自体受精和促进遗传机制出交叉，保持遗传多样性需要。 SI已经被分为两大类：配子体自交不亲和性（ GSI ），并根据所涉及的自我的花粉排斥反应的遗传机制的孢子体自交不亲和（ SSI ） 。近期蛋白质组学方法鉴定参与SI潜在的候选人已揭示到一些需要的SI响应以前未知的机制。 SI蛋白质组研究已经从使用等电在初期集中到比较等压标记为近代用于相对和绝对定量（的iTRAQ ）最新的第三代技术的进步。我们将专注于用于研究自交不亲和（ GSI和SSI ）的蛋白质为基础的方法，最近的事态发展不相容的研究重点是SSI和使用蛋白组学的方法来研究自交不亲和性的未来前景的领域。关键词：自交不亲和性，蛋白质组学，质谱，的iTRAQ ， 2 -D- DIGE1.引言开花植物进化出复杂的机制，以避免近亲繁殖，保持遗传多样性。自交不亲和性（SI）是一种能够将花从跨花粉（兼容）区分自我花粉（不兼容）拒绝自我花粉的雌蕊遗传机制。从在几种植物物种进行的遗传学研究已经得出结论，SI在大多数物种是由一个单一的多等位基因基因座称为S-基因座或S-单倍型，其中有至少两个用于控制花粉紧密连锁的多态基因控制和雌蕊的身份。如果花粉和雌蕊共享相同的“S-等位基因”，那么互动的结果将是抑制各自的自我pollen.1的。SI和自育广泛发生在所有谱系ofangiosperms和被认为是在所有被子植物species.2 Si的现象是重视农业的60 ，因为它采用的是大规模生产杂交种子，要引起的混合动力vigor.3植物， 4交叉授粉不同遗传背景的两家工厂需要生产杂交种子，而这个艰苦的过程涉及到手工清除花药来自母本，以防止自体受精。 SI在兼容植物中引入通过引入S-基因可以促进杂种种子生产，而不需要emasculation.5未能在几个水果和蔬菜水果设置已与SI相关联。为了克服这个问题，农民有种植两个不同品种（其中一个是花粉供体）在相邻的行，这是土地area.5的浪费如果SI能在这些作物被打破，将极大地提高农作的效率。因此，一个更好地了解SI机制可以达到改善作物生产。蛋白质组技术已被广泛用于研究的SI ，他们已经扩大了我们的这一机制的理解在很大程度上。利用新的和强大的蛋白质组学技术可以进一步提高植物的SI机制目前了解。我们将重点放在如何蛋白质组学方法都有助于SI研究。SI在植物中被分类为两种类型：配子体自交不亲和性（GSI）和孢子体自交不亲和性（SSI）。在GSI，花粉自身的单倍体基因组中确定的花粉和雌蕊之间相互作用的结果，而在SSI，它是由亲本plant.2在GSI系统的二倍体基因组中确定的，局部的相容性时可出现父母共用一S-等位基因。然而，在SSI，类似的情况，会导致一个不兼容的相互作用，以及兼容的相互作用发生，两者在S-等位基因在父母必须different.1它们之间的另一个重要区别是，花粉管的抑制通常发生在SSI中的柱头表面，而在GSI花粉管生长的style.2被捕。图1。茄科型自交不亲和（改编自高山和矶贝，2005年，Goldraij等，2006）。2。的调节配子体和分子孢子体机制自交不亲和性现在的理解2.1。配子体自交不亲GSI的工作在两种不同的方式在植物中，他们大致划分为茄科型SI和Papaveraceaetype SI.6在茄科型SI（图1）（茄科，蔷薇科，玄参科和），SI是毁灭的结果rRNA基因中的个体的花粉被S-RNA酶的试管中，这抑制所需的花粉管通过style.7，8生长的蛋白质合成而在罂粟科（罂粟科），SI由钙依赖性所带来的信令网，这导致越来越多的花粉tube.9的细胞程序性死亡（PCD），10蛋白质组学方法已被广泛用来研究茄科类型不兼容的GSI的情况下，因此，我们将我们的注意力集中于茄科-类型不兼容。茄科型自交不亲和机制。在茄科类型不兼容， SI由驻留在S -位点在S -核酸酶（女行列式）和S -位点的F-box基因（ SLF或SFB ） （男行列式） ， 8之间的相互作用决定的。 S- RNA酶编码S- RNA酶，糖蛋白与一种或多种聚糖链和分泌大量的样式的细胞外基质（ECM）授粉后，它的作用是细胞毒素降解花粉的RNA （图1，底部左） .8男性因素SLF / SFB是蛋白质的F- box家族的一员，在非我核糖核酸酶的泛素介导的蛋白酶体降解（图1 ，左上图）的功能。一旦“自我”花粉管生长槽的风格， SRNases降解的RNA中的花粉管，阻止其生长，而在“非自身”花粉的情况下，这个过程是防止由SLF的作用，它的目标S-核糖核酸酶对蛋白酶体降解（图1左）。 Goldraij等。 2005提出了GSI的替代模型称为条块模型（图1中右侧），其中所述S- RNA酶被拿起从ECM通过内吞作用和螯合在花粉管液泡室。 HT -B表示式发展的后期阶段的小asparaginerich蛋白质，是必要的S-核酸酶的释放从这个空泡compartment.In兼容授粉，花粉通过一个降低HT -B避免了S- RNase的活性假设花粉蛋白（PP） ，从而使S- RNA酶条块中的液泡（图1 ，右上图） 。在不兼容的授粉，S- RNA酶和SLF之间的自我相互作用通过抑制PP稳定HT -B 。稳定HT- B的存在会导致一个不稳定的隔室和S- RNA酶降解的花粉RNA （图1，右下）的释放。2.2。孢子体自交不亲和性十字花科在十字花科的Spororophytic不相容性是由两个，链接，多等位基因基因座编码SP11/SCR作为雄性行列式和S位点受体激酶（SRK）作为母行列式，分别控制。SRK被链接到S位点，并且SRK蛋白由S位点糖蛋白（SLG）样胞外结构域，跨膜结构域和一个胞内的丝氨酸/苏氨酸激酶domain.SRK专门表达于乳头状cellsof柱头，其表达恰逢时的耻辱获得的SI花开放。SRK亦表现出等位基因序列多样性之间的所有S-单倍型，以及缺乏SRK的导致SI，而导致这一假设SRK是女性决定的SI的崩溃。男性决定后来被确定为从花粉的外套小富含半胱氨酸的蛋白质（10 kDa的），并命名为SCR（S位点富含半胱氨酸蛋白）或SP11.The SCR蛋白是高度多态性，和成熟的蛋白是高度可变除了保守的信号序列。授粉bioassaywhere柱头分别给予化学合成SP11/SCR导致抑制水化一个“跨界”的花粉，这表明，SP11/SCR是男性determinant.SCR表达在花药绒毡层（sporopyhte）和渗透，以及在小孢子，这说明甘蓝SI的孢子体的性质。以下的自交不亲和授粉，SCR/SP11结合膜局部SRK并激活此it.Downstream，激活SRK相互作用并磷酸化ARC1（犰狳重复含1）。ARC1是包含E3连接酶，因为抑制ARC1的导致SI response.2部分损失的遗传和生化证据的基础上，其功能为SI的正调节U型框，有人提议SCR/SP11-的收敛上ARC1结果中的泛素化和proteins.These蛋白的蛋白酶体降解SRK信号被预测为需要在花粉萌发和生长的各种相容性的因素，和它们的退化导致花粉抑制。BnExo70A1被确定为ARC1的一个这样的目标，这是针对蛋白酶degradation.26 BnExo70A1显示相似性的真核蛋白质Exo70 ， exocyst的复合物的亚基，其具有在囊泡运输过程中的作用。 BnExo70A1提出来调节极化分泌，它提供资源，萌发花粉粒。 BnExo70A1的甘蓝型油菜的兼容的Westar线RNAi介导的抑制导致降低相容性。信号通路还具有其他玩家如M轨迹的蛋白激酶（ MLPK ），这是已知由SRK.MLPK被磷酸化是一种血浆膜定位激酶建议功能与SRK一个复杂和调控的SI响应。还有SI的负调控像TH1和TH2的信令，它是硫氧还蛋白-H蛋白存在于stigma.29这些硫氧还蛋白的功能，防止SRK的自磷酸化作用在不存在活化花粉外壳蛋白SP11/SCR.14的所有这些玩家在协同工作，以规管十字花科不相容反应（图2 ） 。图2。自交不亲途径十字花科。的单倍型特异性SP11/SCR（S）的花粉配体结合SRK激活SRK/ MLPK复杂。就会发生磷酸化级联反应，激活ARC1的E3泛素连接酶，导致泛素化（UB）和Exo70A1等配伍factors.Exocytosis的蛋白酶体降解受到抑制，导致花粉排斥反应（改编自萨穆埃尔等人，2008）。3。蛋白质组学作为一种工具，以确定自交不亲新玩家蛋白质组方法是非常有利的学习在全球范围内的蛋白质的表达模式和交互。在蛋白质组学研究的技术极大地提高了从过去时等电聚焦基于蛋白质和二维凝胶电泳（ 2 -DE ）的等电点值是最常用的技术来分离和比较蛋白质。改进的灵敏度和准确度，是由2 -D电泳耦合到质谱（MS ）提供已导致其使用于涉及在不同的植物SC / SI机制蛋白质的大规模鉴定。微分在凝胶电泳（ DIGE ）技术，这是一种进步了2 -DE ，是一个更强大的技术，使标有同一的2-D凝胶不同的荧光染料蛋白质样品的比较。它允许在同一凝胶中的蛋白质表达差异的不同样品中的更准确的定量，并具有更大的检测极限（低于0.5 fmol的） 。 DIGE分析也降低了凝胶togel变异看出，在2 -D electrophoresis.30在MS的最新发展已经导致了同量异序标签的开发用于相对和绝对定量（的iTRAQ ）技术对蛋白质的相对定量的情况。它是一个无凝胶的比较蛋白质组学的方法，可以同时识别，并使用该识别样品的蛋白质来from.31这种技术已在SI的研究和unilateralincompatibility最近已采用独特的同量异序标签制造蛋白质的相对定量从多个样本在龙pennellii.32在蛋白质组学技术在最近几年的改进，使他们的应用程序，以了解植物授粉系统。3.1 。历史与蛋白质组学在配子体自交不亲研究开发最GSI的研究已经进行了在属于蔷薇科水果作物（苹果属属，梨属，樱桃和属）和茄科（Solanaceae）植物成员（烟草属，矮牵牛属，茄属，与番茄属） 。等电聚焦页（ IE- PAGE）和2 -D凝胶电泳是用于研究的SI在这些植物的第一步，也是最流行的蛋白质组技术。确定了使用这种approach.33麦克卢尔等人从款式花烟草的selfincompatible种S-特异蛋白。报告说，花烟草的样式S- geneencoded糖蛋白的矮牵牛INF阔3相关联的S-蛋白等位基因ribonucleases.34核糖核酸酶的活性进行了表征Singh等。在1991.35在矮牵牛INF阔筋膜和花烟草进行转基因实验证实，及S-RNase基因控制的花粉不兼容的排斥反应过程中的自交不亲和interaction.36 ， 37学在20世纪90年代初使用IE -PAGE导致的识别和表征S-基因相关从梨sp.38 -40的2-D凝胶电泳的样式基本RNA酶和蛋白质被用来从样式番茄sp.41的和由Ishimizu等人识别的S-特异性蛋白质。 （ 1996）对与SI的梨相关7的S-核酸酶的识别pyrifolia.42类似的方法被用来识别的S-核酸酶和GSI在梅花sp.43相关的蛋白质，还使用了44以上蛋白组学的方法来研究在SI蔷薇科苹果属像家蝇x周围的S-单倍型矮牵牛中的相同time.Sequencing其他成员允许SLF基因，男性行列式的过程中GSI.46 -49的鉴定之后， Sijacic等。鉴定和表征PiSLF从矮牵牛INF阔筋膜，并表明PiSLF是SI.50阳行列式通过酵母双杂交（ Y2H ）的方法，改性剂蛋白PhSBP1 （ RING结构域的蛋白质）结合至S- RNA酶从矮牵牛中分离0.51 SBP1是已知的，以形成与SLF一个复杂的，它允许在花粉非自身的S- RNA酶的降解，这提供了抗S- RNA酶的细胞毒作用在一个兼容pollination.13。2000年代后期看到了用于精确识别与SI蛋白改善的蛋白质组技术。二维液相色谱（LC），其耦合到串联质谱（MS / MS）用于由Feng等。 （2006）比较在杏雌蕊蛋白差异（山杏L.）后的自相关和互pollinations.52四种蛋白（肌动蛋白-12，烯醇化酶，一个MYB转录因子-likeprotein，和Hsp70）被认为是向上调节crosspollinations后，和3蛋白（肌动蛋白7，肌动蛋白-8，和一个fructose1-1,6 - 双磷酸醛缩酶样蛋白）进行检测仅在自花授粉雌蕊。在另一项研究由同一组，LCESI-MS/MS被用来制造杏的SC和SI品种比较在蛋白质level.53这导致了17个蛋白点差异表达的兼容与不兼容的雌蕊的识别。九个这些蛋白质包括受体类蛋白激酶法检测仅在SC雌蕊和其他蛋白质如肌动蛋白7 ，一个假定的蛋白丝氨酸/苏氨酸激酶和S- RNA酶，仅检测到的SI雌蕊的。在总共30个蛋白点差异表达的，只有17进行了鉴定，和8的蛋白质不能因为自己的软弱LC-ESI-MS/MS质谱鉴定。近年来，人们采用了二代蛋白质组学技术如2 -D- DIGE以SI研究。 Cao等。 （2012年）采取了提高灵敏度和准确度的2-D - DIGE的优势，进一步探讨分子机制杏相关的SI （山杏L.） 0.54他们在花发育的不同阶段审查花柱蛋白（小芽，大芽）和自花授粉和异花授粉与Badanshui的SI杏品种新世纪和自交亲和（SC）的杏品种凯蒂由2 -D差异凝胶电泳（ 2 -D- DIGE ）后24小时， MS 。检测到约1500风格蛋白点，其中66蛋白差异表达在新世纪的四个阶段。检测与凯蒂，其中143蛋白表达在不同花发育的四个阶段的另一个风格1600个蛋白质点。细胞骨架肌动蛋白的活性，自花授粉后显着增强，在24小时。 GADPH （甘油醛-3 - 磷酸dehydogenase ）和其他代谢酶，包括甲硫氨酸合酶， cMDH （细胞质苹果酸脱氢酶） ，SAM（ Sadenosylmethionine合成酶） ，和半胱氨酸合酶，授粉在新世纪与凯蒂比较后高表达于24小时。另一个有趣的候选人是丝氨酸羟甲基（ SHMT ） ，其中检测只在新世纪，它被表达在更高层次上在24小时selfpollination后比在花发育的早期阶段。它随后被提议SHMT可以通过使有关系的一个兼容的反应，从而导致沉默这些基因的，结果在不兼容和花粉抑制基因的启动子区域的甲基化作用。本研究鸡舍光线转变成SI的玩家可能在桃分子水平species.54内田等人。 （ 2012）使用2 -D- DIGE和基体辅助飞行时间的激光解吸/离子化质谱（ MALDITOF / MS）进行比较，日本梨品种幸水 （ S4S5 ）和菊水 （ S2S4 ）之间的差异蛋白质。 S4 - RNA酶和索马甜样蛋白1是在幸水和菊水的雌蕊检测和S5 -核酸酶是在在“幸水” .55的S2 -核酸酶是不是在菊水检测到的雌蕊检测这项研究，因为它之前已经报道， S2- RNA酶的浓度约为S4 - RNA酶的菊水的一半。 S2- RNA酶的等电点比S4 - RNA酶和S5 - RNA酶（ PI： 9.26 ）更基本的，从而防止了检测。这项研究表明，单一的蛋白质组学技术可以识别所有的重要球员的限制，从而鼓励使用多种技术，还可以使用更先进的第三代无凝胶样的iTRAQ检测系统。使用的iTRAQ方法来分析不同发育阶段的蛋白质组样式/耻辱（-1至-5） ，以-1为在SI加入LA2560.32龙pennellii最成熟的柱头阶段最近的一项研究这项研究的结果是确定和总共2534花柱蛋白与确定与一个以上的肽2015的蛋白质，使每个样品中的相对定量的定量。其中， 1312年的蛋白质被用于定量分析，因为它们分别检测与一个以上的肽，并在至少两个的三个实验中进行检测。这项研究发现498的蛋白质，是最丰富的阶段-5和131蛋白在-1级基于一个双重cutoff.32是在茄科物种SI著名选手既有S RNA酶和HT蛋白是最丰富的-1阶段，与所需的SI反应采取place.32几个其他玩家，这对于像脂质转移蛋白（ LTP）和GDSL中表达的柱头发展的后期阶段的SI反应重要雌蕊成熟相关也identified.32从这项研究中确定的候选人提供了显著见解可能参与柱头反应既兼容和不兼容的授粉的各种可能机制。3.2 。历史学和蛋白质组学的孢子体自交不亲研究开发参与SSI的S-蛋白的鉴定于1967年首次在甘蓝的变种柱头由免疫。结球甘蓝， 56和类似蛋白进一步在接下来的几年利用聚丙烯酰胺凝胶电泳和免疫使用的白菜柱头蛋白的确认。在这一点上，有人认为，这些蛋白调节花粉萌发和花粉管growth.57类似S-蛋白质控制的SI也从甘蓝的两个近交系柱头采用单放射免疫technique.58确定必要的几种酶当从甘蓝的6 S-等位基因的基因型柱头缓冲可溶蛋白进行等电聚焦，在较高的pH解决许多蛋白质中出现成熟的柱头和为特定的S- allele.59柱头的糖蛋白也被确定通过等电聚焦使用来自甘蓝型油菜的柱头成熟蛋白，并发现，这些蛋白是可遗传的分离群体，他们具有S- alleles.60这些SLG上发现了花粉的外壳蛋白，它是由等电聚焦确定的方法，其中混合的交互相关性花粉外壳蛋白与柱头蛋白质导致女性的SLG由2电点转移units.61一个基本的7 kDa的蛋白质称为PCP -A1被认定与SLG上在这个study.61互动高山等人。 （ 2000）用MALDI-TOF MS来分离和鉴定从油菜的花粉大衣SLR1和SLG结合蛋白。这导致SLR1 - BP1和SLR1 -BP2的鉴定是有A级的PCP系列，其中包括PCP- A1的成员。利用MALDI-TOF -MS的分子量，这些蛋白质被确定为6317.6和6301.9大， respectively.22同组后来证明，直接配体受体复合物的相互作用控制甘蓝SI.23已经证明，花粉SP11的单一形式在S8单倍型（ S8 - SP11 ）特异性结合到S8的单倍型的柱头膜诱导SRK8的自身磷酸化和SRK8和SLG8的/可控硅共同形成一个高亲和力受体复合物的柱头上membrane.23 MALDI S8- SP11将免疫沉淀的-TOF- MS分析显示S8- SP11的存在下与5716在S8中单倍型的花粉提取物，但不能在S9 haplotype.23的相对分子质量（Mr ）。如前所述，相容性因子蛋白酶体介导的降解作用是已知的过程中孢子体自交不亲和性方面发挥着重要的作用。以识别对象降解潜力兼容性因素，我们使用2 - DDIGE耦合到MALDI-TOF -MS分析的蛋白质，是在甘蓝napus.62在这项研究中的自交不亲W1线下调的以下SI反应， 56差动蛋白点确定了构成19独特的蛋白质，被下调以下SI.62这些19包括生物素羧化酶，烯醇酶，果糖 - 二磷酸醛缩酶（在糖酵解途径），它们参与各种代谢过程。下调这些酶可能导致所需要的能源依赖过程防止乳头细胞的功能，使花粉发育ATP耗竭。类似的下调参与能量代谢的蛋白质也已经在中国cabbage.63报道无论UDP -糖焦磷酸化酶（ UPase ）参与糖代谢和糖酵解的NADP -依赖性甘油醛-3 - 磷酸脱氢酶被认为是下在旨在了解蛋白质表达谱的甘蓝型油菜利用耦合到MALDI-TOF/TOF DIGE分析花粉萌发与成熟花粉不兼容pollination.63在另一项研究中，2 h后调控，蛋白质130出344个差异表达的蛋白用NCBInr成功识别和甘蓝EST database.64出这些蛋白质， 39宗涉及能量代谢，而这29表达上调，提示成功花粉发育过程中的高能量需求。这些蛋白质包括先前描述的醛缩酶， enolases ，而且随着磷酸丙糖异构酶和磷酸甘油酸变位酶参与糖酵解甘油醛-3磷酸脱氢酶。参与TCA循环和类似的顺乌头酸水合酶电子传递链中的其它蛋白质，苹果酸脱氢酶， NAD脱氢酶和ATP酶和色素b5还原酶也被认为是上调的萌发花粉，表明活性能量和碳代谢中花粉萌发是必不可少的。 64 ，上述蛋白质顺乌头酸酶和苹果酸脱氢酶，其上调萌发花粉，被描述在不结球中国cabbage63以下SI授粉被下调。因此，在芸苔属SI ，下调活性能量代谢是一个可能的模式，通过它的SI可以防止乳头细胞接受自交不亲和花粉。甘蓝型油菜，授粉期间对细胞骨架动力学的作用是通过DIGE analysis.62肌动蛋白和确定2-4微管蛋白被认为是下调下面的SI pollination.62进一步调查显示，微管（MTS）的解聚下列兼容授粉，而微管的SI授粉用密集的MT网络整理成更长bundles.62在花粉附件兼容授粉的网站上的作用，为肌动蛋白聚合后表现出轻度改变乳头细胞皮层网络先前已证实，65，而SI诱导肌动蛋白解聚在自花粉附着在网站确证从DIGE获得的数据分析。2 - D- DIGE授粉的SI甘蓝后也导致下调磷脂酶D - 1 （ PLD1 ）和annexin1 （ ANX1 ） 62 （补充表S1的证明资料）的。这两种蛋白的结合钙和有牵连的囊泡运输，胞吐作用， ROS信号传导和应力tolerance.66 ， 67Annexins也已知与肌动蛋白相关联而导致的肌动蛋白bundling.68已经报道了，没有膜联蛋白的A2导致抑制在mammals.68的极化上皮细胞中胞吐囊泡actindependent根尖运输这表明了膜联蛋白在囊泡运输中递送囊泡填充有相容性的因素对花粉附着的部位可能的作用沿与肌动蛋白。同样，活化磷脂酶D能水解磷脂以释放所述生物活性脂质第二信使磷脂酸（PA） ，这是已知涉及的各个过程，包括囊泡trafficking.69 PLD1的拟南芥直向同源物（ AT3g15730 ）是最丰富的PLD中拟南芥和需要的钙，其activity.70阻塞PLD1活动（导致PA生产），使用化学抑制剂会导致严重衰减的兼容花粉验收（塞缪尔等，未发表） 。这表明， PLD1可能的功能作为一个兼容性因数。除了这些蛋白质，乳酰谷胱甘肽裂解酶（乙二醛酶I）中，在乙二醛酶途径中的关键酶，也下调以下自交不亲和授粉在十字花科（补充表S1中的支持信息中） 。的乙二醛酶途径是一种普遍存在的细胞内途径，其中2 - oxoaldehydes （ methyglyoxal ）转换为相应的2 - （R） - 羟酸，用还原型谷胱甘肽（GSH）作为辅因子中的两种酶，存在即乙二醛酶I（乳酰谷胱甘肽裂合酶）和乙二醛II.71丙酮醛积累作为副产品糖酵解过程中，具有高的反应活性在体内糖基化反应，从而导致形成蛋白，核苷酸，及基本磷脂的AGE （高级糖化终产物） ，这可能使该细胞/组织inactive.72 ， 73甲基乙二醛还已知抑制糖酵解酶以及MT assembly.74 ， 75因此，乙二醛酶途径来解毒甲基乙二醛，并防止其积累的操作是最重要的对细胞稳态。定乙二醛的保护功能我积聚甲基乙二醛的细胞毒作用，乙二醛的余下列SI可能导致乳头细胞增多甲基乙二醛水平，导致对系统突然增加的细胞毒性，从而导致花粉排斥反应的下调。虽然许多这些球员的可能功能是投机性的在这一点上，蛋白组学方法已经发现了很多候选球员中的SI反应途径多年的研究，可以推动我们当前的SI响应themechanistic人性的理解铺平了道路。4 。自交不亲过程中的翻译后修饰翻译后修饰（翻译后修饰）是已知的，调节的大多数蛋白质的活性在真核细胞。尽管微阵列和RNA测序所提供的大量信息进行分析，他们未能捕捉到蛋白质受到以下翻译蛋白质或翻译后修饰的稳态水平。给出的广泛的糖基化，磷酸化，泛素化和被以各种相容性和不相容性因素观察到的，它成为必须应用蛋白质组学的方法来获得的SI蛋白质组的广泛的翻译后修饰的一瞥。虽然这些修饰的检测是具有挑战性的，它们提供的蛋白质的生物学功能的认识。翻译后修饰如磷酸化，糖基化，泛素化和调节植物的SI反应的许多事件。磷酸化起着SSI的监管，以及GSI非常重要的作用。如前面所讨论的，在芸苔属SI中，PP SCR/SP11通过磷酸化激活柱头SRK ，这之后是磷酸MLPK和活化的ARC1 E3连接酶导致花粉rejection.26高山等人用过的MALDI-TOF MS来分析SP11 ，并表明8个半胱氨酸残基存在于该分子中形成了四个二硫键，并使用人工合成的SP11中，他们发现其能与SRK相互作用，导致其autophosphorylation.23的体内磷酸化SRK的由花粉外壳蛋白和抑制体外磷酸化硫氧还蛋白中所表现出的放射性免疫沉淀柱头SRK ，其次是放射自显影检测或免疫印迹。同样，蛋白质组学方法分别检测PP的磷酸化有关的SI在黑麦和虞美人。糖基化是调控的SI反应的另一个重要PTM 。阻断糖基化与衣霉素的帮助下导致的SI中Brassica.80等电击穿聚焦凝胶电泳，2D凝胶电泳，免疫印迹分析，和MALDI-TOF -MS分析，都被用于检测，分离，纯化和表征从甘蓝stigmas.81配子体SI糖基化蛋白由S -糖蛋白与RNA酶的活性调节。蛋白质组学技术已被经常采用分开花柱糖蛋白，进行花柱糖蛋白的结构分析，以及预测的N-糖基化sites.82 -86蛋白的泛素化是另一种翻译后修饰，决定蛋白质的命运取决于数量和位置是由泛素连接酶的作用下附着到蛋白质的泛素分子。泛素化调节两个SSI和GSI的反应。在孢子体SI ， ARC1的E3连接酶进行的相容性因素的泛素化，从而导致他们的蛋白酶体degradation.25在配子体不亲和性，S -核酸酶在非自身花粉管退化与组装SLF proteins.50 ， 88,87 SCF复合的帮助， 88蛋白质组学技术是功能强大的工具来研究泛素化。 MS能够识别靶蛋白和泛素化连接位点通过后trypsinization.87 ， 89 MS也已成功地用于植物识别泛素化proteins.90检测遍在蛋白的异肽联甘氨酸 - 甘氨酸 - 赖氨酸足迹中发挥重要作用， 91此技术可以在未来被用来扩大我们的泛素化蛋白在植物的SI反应的意义的认识。5 。结论与展望近期蛋白质组学方法已经极大地促进我们在植物的SI的理解。有由SI被带来的植物，并有表现出这种现象很多植物多种方式。在植物的SI蛋白质组学的各种贡献列于表1 。在不同的物种蛋白质组学研究的比较已经开始脱落光到相似的不相容性途径，可以在回溯不相容途径在植物中的进化帮助。蛋白质组学可以与转录组学研究，以验证所确定的候选人，而在采取花粉 - 雌蕊相互作用发生的日新月异的变化中。这也使比较进行蛋白质组和类似物种的转录组以及不相关的物种之间进行。作为一个例子，芥子酶结合蛋白2 （ AT1G52030 ），这是从微阵列被下调下列SI授粉甘蓝鉴定为SI中也下调在蛋白质水平上，如确定了DIGE analysis.92 ， 62芯片还透露上调的几个衰老相关基因后兼容授粉，并进一步分析证实，兼容授粉导致stigmas.92蛋白质组研究中不结球中国白菜是依照转录数据的快速衰老，其中衰老相关的半胱氨酸蛋白酶（CP）被认为是下调下面不兼容授粉，表明柱头保持活力，通过防止衰老response.63因此，一个兼容的队友，这些蛋白质组学研究可以齐头并进与转录组研究，更好地理解和内和跨物种的兼容和不兼容的授粉比较。在肽测序和同位素标记策略与MS组合的改善可能在定量水平提供了极大的细节，以及在给定conditions.76随着目前蛋白质组学方法和新技术发展迅速改善下洞察翻译后修饰的动态，植物的SI研究的未来看起来很有希望。成本高，专业知识和组织局限性阻止在SI研究这些新一代技术的应用。综合运用转录组学，蛋白质组学，代谢组学和的下一个浪潮会大大提高我们在不同的植物种类不亲和反应的理解。关联的内容* S支持信息从DIGE屏幕比较确定的未授粉与SI差异调节蛋白质甘蓝授粉的柱头。这种材料是通过互联网提供免费的。作者信息通讯作者*联系电话：+1403-210-6459。电子邮件：msamuelucalgary.ca。笔记作者宣称没有竞争的经济利益。致谢我们要感谢所