南京农业大学| PPB: 多组学分析揭示聚乙烯纳米颗粒处理下烟草叶片的免疫响应

摘要图

图1.暴露于PE-NPs或P. syringae 1小时后烟草叶片气孔表型及叶片生理变化。（A）开放气孔（上图）和闭合气孔（中图及下图）。（B）暴露于水、PE-NPs或P. syringae 1小时的烟草幼苗完整叶片的气孔开度。误差线表示60个气孔测量数据的标准差。（C）暴露于水、PE-NPs或丁香假单胞菌1小时的烟草叶片中H₂O₂水平。（D）暴露于水、PE-NPs或P. syringae  1小时内烟草叶片中MAPK3/6磷酸化水平的蛋白质印迹分析。以GAPDH作为上样对照。（E）烟草叶片响应PE-NPs或P. syringae的PR基因（CYP71D20）及防御相关基因（AF542544、AF004233、AB041519、M97360和U57350）转录水平的实时荧光定量PCR分析。误差线表示三个生物学重复的标准差

图2. 暴露于PE-NPs或P. syringae后，烟草叶片出现显著的转录组变化。（A）火山图展示了PE-NPs处理组与水处理对照组（CK）以及P. syringae处理组与水处理对照组（CK）的RNA-seq分析结果。蓝色和红色分别表示基于FDR < 0.05 且/或 FC > 2的阈值判定为显著差异表达的基因。（B）维恩图显示了PE-NPs处理组和P. syringae处理组中鉴定出的差异表达基因数量。数字表示上调或下调基因的总数，同时标出了重叠的差异表达基因。差异表达基因的定义阈值为FDR < 0.05且FC > 2。（C）点图显示了PE-NPs处理组和P. syringae处理组相较于水处理对照组（CK）的RNA-seq中差异表达基因的倍数变化。线条表示在PE-NPs处理组和P. syringae处理组中检测到的配对值。

图3.全局蛋白质组学分析揭示了PE-NPs和P. syringae对烟草叶片蛋白质组的影响。（A）火山图展示了PE-NPs处理组与水处理对照组（CK）以及P. syringae处理组与水处理对照组（CK）的蛋白质组学分析结果。蓝色和红色表示显著差异表达蛋白（DEPs）（P<0.05，FC > 1.5）。（B）维恩图显示了PE-NPs处理组和P. syringae处理组中检测到的DEPs数量。（C）暴露于水、PE-NPs和P. syringae 1小时的烟草叶片中非特异性脂质转移蛋白2（Q03461）表达的蛋白质印迹分析。以GAPDH作为上样对照。（D）热图显示了基于PE-NPs处理组和P. syringae处理组共有的DEPs相关的31个分子功能的P值计算所得的Z-score值。红色星号表示与植物胁迫及防御相关过程有关的分子功能。黄色高亮显示两组在植物胁迫及防御相关过程中分子功能的相似响应模式。绿色高亮显示其他DEPs相关分子功能的相似响应模式。（E）点图显示了使用DEPs检出的代谢通路富集显著性。

图4.深入代谢组学分析揭示了PE-NPs或P. syringae 处理下烟草叶片中不同的代谢模式。（A）通过非靶向代谢组学对各组烟草叶片的10个生物学重复中的代谢物特征丰度进行定量。云图展示了在正离子和负离子模式下检测到的、经双尾方差分析对比具有显著性（P≤0.05）且倍数变化大于2的代谢物特征。横轴表示质谱特征的保留时间，纵轴表示质荷比（m/z）。每个圆圈的大小表示相对于水处理对照组（CK）的倍数变化程度，绿色代表上调的质谱特征，红色代表下调的质谱特征。（B）代谢物-代谢物互作网络图突出了已注释代谢物集合之间的潜在功能关系，以及PE-NPs处理组（蓝色）或P. syringae 处理组（红色）中发生变化的化合物如何影响子网络中的相邻代谢物。代谢物网络的化学-化学关联信息提取自STITCH数据库。（C）点图显示了由发生变化代谢物所富集的代谢通路的富集显著性P值，颜色表示显著性程度（P值）

图5.转录组、蛋白质组与代谢组的整合分析。（A）差异表达蛋白（DEPs）（FC > 1.5,  P<0.05）的倍数变化及其对应mRNA转录本水平。黑点表示在转录和蛋白水平均显著差异表达的富集基因（P<0.05）；红点表示在蛋白水平显著上调（P<0.05）但在转录水平无显著差异的富集基因；蓝点表示在蛋白水平显著下调（P<0.05）但在转录水平无显著差异的富集基因。（B）热图展示了基于各分析所得富集分析的 -log10(P值)，对DEGs和DEPs所富集的KEGG代谢通路以及代谢组学研究结果中的代谢通路进行的整合富集分析。虚线表示仅在转录组和蛋白质组中呈现富集、但在代谢组中未富集的代谢通路。（C）与功能注释的DEGs和/或DEPs相关的富集代谢通路的调控网络。在两个水平上上调或下调分别以不同颜色表示

图6.蛋白质组与磷酸化蛋白质组的整合分析。（A）差异磷酸化蛋白（DPPs）及其对应的蛋白表达水平。所有圆点均代表DPPs；红点表示在蛋白和磷酸化蛋白水平均显著上调的富集蛋白（P<0.05）；蓝点表示在蛋白和磷酸化蛋白水平均显著下调的富集蛋白（P<0.05）；黄点表示在蛋白水平显著上调（P<0.05）但在磷酸化蛋白水平显著下调（P<0.05）的富集蛋白；紫点表示在蛋白水平显著下调（P<0.05）但在磷酸化蛋白水平显著上调（P<0.05）的富集蛋白。（B）通过GO富集分析（P<0.1）获得的分子功能。红色字体表示两个处理组共有的分子功能。黄色高亮表示两个处理组共有的PTI相关分子功能。绿色高亮表示PE-NPs处理组独有的PTI相关分子功能。蓝色高亮表示P. syringae处理组独有的PTI相关分子功能。（C）暴露于水、PE-NPs和P. syringae 1小时的烟草叶片中水通道蛋白PIP2（A0A0A8WH11）磷酸化水平的蛋白质印迹分析。以GAPDH作为上样对照。

图7.代谢通路调控网络图谱。（A）苯丙烷生物合成、（B）类黄酮生物合成、（C）植物激素信号转导、（D）谷胱甘肽代谢以及（E）半胱氨酸和甲硫氨酸代谢中，与转录本、蛋白质及磷酸化蛋白质相关的酶以及代谢物的变化以简化的代谢通路模型进行描述。颜色表示酶的上调或下调比例

声明：本文仅供科研分享，不做盈利使用，如有侵权，请联系后台处理。

本文含有部分AI翻译，文中难免有所疏漏和错误，恳请批评指正。