Cell Genomics?|?中國農科院生物所繪制大豆全景定量蛋白質組圖譜，揭示m6A對蛋白表達量的調控作用

大豆作為世界性的重要糧食經濟作物，我國對 其進口的 外依賴 度居高不下 ， 因此 加強大豆 相關 研究，提 升 大豆產量 已成為亟待解決的關鍵課題 。 當前，借助多組學聯 合分析 方法解析植物抗逆性及農藝性狀的形成機制，對于培育優質品種具有決定性意義。而蛋白質作為生物過程的主要執行者，蛋白質組研究在揭示植物表型背后的分子機制中扮演著不可替代的角色。不過，長期以來，大豆領域缺乏高質量的定量蛋白質組研究，導致人們對其蛋白質表達的調控機制認知較為薄弱。

近日，中國農業科學院生物技術 研究 所聯合河北省農林科學院糧油作物研究所、北京大學現代農業研究院和北京格致博雅生物科技有限公司等單位在

Cell Genomics

Landscape and m

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A post-transcriptional regulation of soybean proteome

作者借助4D-DIA-MS技術、深度分級及反相高效液相色譜分離手段，對大豆14個器官中超過12800個基因的蛋白質水平進行了量化分析。同時，通過多重標記與免疫沉淀測序技術（m 6 A-seq2），完成了同一批14個器官的 轉錄組 水平鑒定及RNA甲基化m 6 A修飾的定量圖譜繪制。通過蛋白質層面與轉錄層面的關聯分析發現，蛋白質在不同組織間的相關性高于轉錄本，且大量基因在轉錄與蛋白層面并未呈現顯著關聯。此外，通過器官特異性蛋白鑒定與 共表達 分析，研究揭示了功能特異性，同時觀察到蛋白質與轉錄本豐度在不同器官間存在顯著差異。研究還闡明了 m 6 A 修飾在大豆中的全局分布及分子功能，進一步證實m 6 A與基因表達的關聯在大豆與水稻中不具有保守性。值得注意的是，m 6 A 修飾基因的翻譯效率顯著更低，在納入物種因素的預測模型中，m 6 A修飾是影響蛋白豐度的第三大決定因素。

圖1 大豆定量蛋白質組圖譜

另外，作者通過整合蛋白質組圖譜與m 6 A數據，鑒定出大豆中新型的m 6 A調控因子 GmMTBa 。對三種純合突變體的 Dot-Blot 實驗結果顯示，突變體的 m 6 A 水平顯著低于野生型，且在生殖生長與成熟期的表型上也存在明顯差異。這一結果證實 GmMTBa 是調控大豆發育的關鍵 m 6 A 調控因子，同時也表明蛋白質組數據能有效助力大豆新基因的發 現。

圖2 鑒定出GmMTBa是大豆中一個新的調控m6A的因子

綜上所述，該研究繪制出目前首個大豆全景定量蛋白質組圖譜，并對同批次樣本的轉錄組、m6A修飾及蛋白質組的同步進行了定量分析，系統闡明了 m6A 修飾對蛋白質水平的調控作用。在后基因組時代，大豆研究長期聚焦于轉錄層面，而本研究的突破在于將大豆多組學研究推進至蛋白質組層面——通過探討 m6A 在轉錄及轉錄后階段的調控作用，揭示了蛋白質表達量同時受轉錄與轉錄后修飾共同影響的機制。由于蛋白質是生命活動的主要執行者，這項研究不僅為大豆基因功能在蛋白質層面的解析提供了重要的表達量資源，也為基于多組學數據的大豆智能設計育種開辟了新的思路。

該研究由中國農業科學院生物技術研究所聯合河北省農林科學院糧油作物研究所、北京大學現代農業研究院等單位完成。 楊慶 、 侯智揚 、 李鱗霞 、 王雷立 和 李尚桐 是論文的共同第一作者。 梁哲 研究員、 閆龍 研究員和 羅曉 研究員為論文共同通訊作者。該項目得到農業生物育種重大專項、國家自然科學基金、 國家現代農業產業技術體系、 山東省泰山學者工程等項目資助。

論文鏈接：

https://www.cell.com/cell-genomics/fulltext/S2666-979X(25)00182-X