首页 > 科研动态大豆是世界上重要的粮油经济作物，我国大豆的消费量远高于自给量，巨大的进口量严重威胁着我国的粮食安全，提高大豆产量是我国育种家们面临的严峻课题。随着生物技术的发展，目前运用多组学联合分析的方法解析植物农艺性状的形成机制，有助于加快高产优质新品种的培育进程。蛋白质是生物过程的主要执行者，蛋白质组研究在揭示植物表型背后的分子机制发挥着重要的作用。目前为止，关于大豆高质量的定量蛋白质组研究比较缺乏，导致人们对其蛋白质表达的调控机制认知较为薄弱。
近日，我所联合中国农业科学院生物技术研究所、北京大学现代农业研究院和北京格致博雅生物科技有限公司等单位在《Cell》子刊Cell Genomics发表了封面文章，论文题为Landscape and m6A post-transcriptional regulation of soybean proteome，该研究以黄淮主推品种冀豆17为材料，绘制出大豆全景定量蛋白质组图谱，揭示了RNA甲基化在调控大豆蛋白表达量中的作用，并基于蛋白质组数据挖掘出调控m6A及大豆发育的新基因MTBa。
本研究使用4D-DIA-MS技术，量化分析了14个大豆器官中的12855种蛋白质，完成了迄今为止最广泛的大豆14个器官的转录组水平鉴定及RNA甲基化m6A修饰的定量图谱。通过蛋白质水平与转录水平的关联分析，发现蛋白质在不同组织间的相关性高于转录本，且大量基因在转录与蛋白水平并未呈现显著关联。此外，本研究全面分析了大豆组织中定量的N6甲基腺苷（m6A），m6A被证明在大豆中RNA和蛋白质水平的不一致中起重要作用，且与大豆中的RNA表达呈正相关，这和拟南芥中m6A起的作用一致，但与水稻的结果相反。
另外，本研究通过分析大豆蛋白质组图谱和m6A甲基组数据，发现MTBa是大豆中m6A甲基化所需的新参与者。通过CRISPR-Cas9技术，获得了3个纯合MTBa突变体株系。Dot-Blot试验结果显示，与野生型相比，3个MTBa突变体株系的m6A水平显著降低，且生殖生长和成熟时期的株高显著降低，这些结果不仅表明GmMTBa是调控大豆发育的关键m6A调节因子，而且表明本研究的蛋白质组学数据可以帮助鉴定大豆中的新基因。
综上所述，该研究绘制出目前首个大豆全景定量蛋白质组图谱，并对同批次样本的转录组、m6A修饰及蛋白质组的同步进行了定量分析，系统阐明了m6A修饰对蛋白质水平的调控作用。其突破在于将大豆多组学研究推进至蛋白质组层面，通过探讨m6A在转录及转录后阶段的调控作用，揭示了蛋白质表达量同时受转录与转录后修饰共同影响的机制。本研究中产生的蛋白质组学数据为鉴定新基因和在蛋白质水平上研究大豆生物学提供了宝贵的资源，也为基于多组学数据的大豆智能设计育种开辟了新的思路。
