基于iTRAQ技术分析镉胁迫下泽兰实蝇雄性附腺差异蛋白的表达
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关键词:
- 泽兰实蝇 /
- 雄性附腺 /
- 镉 /
- 同位素标记相对和绝对定量 (iTRAQ) 技术 /
- 蛋白质组
Differential Proteomic Analysis of the Male Accessory Gland of Procecidochares utilis Stone under Cadmium Stress Based on iTRAQ Technique
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Keywords:
- Procecidochares utilis Stone /
- male accessory gland /
- cadmium /
- iTRAQ technique /
- proteome
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西花蓟马(Frankliniella occidentalis)是一种重要的农业害虫，其作为杂食性害虫除直接取食植物的茎、叶、花和果实外，还能以持久、增殖的方式传播番茄斑萎病毒(Tomato spotted wilt orthotospovirus，TSWV)、凤仙花坏死斑病毒(Impatiens necrotic spot orthotospovirus，INSV)和玉米褪绿斑驳病毒(Maize chlorotic mottle virus，MCMV)等，对寄主植物造成严重的危害[1-3]。其中，TSWV寄主范围广泛，被列为世界危害最大的十种植物病毒之一。近年来，云南省各烟区TSWV检出率呈逐年上升的趋势[4]，成为云南省烟草主要种植区斑萎类病害的优势病毒。研究发现：在云南昆明和昭通等烟区，西花蓟马是整个烟草大田期的优势蓟马种类，且烟草TSWV发病率随西花蓟马种群数量的增加而显著上升，表明西花蓟马是烟草TSWV的主要传毒媒介昆虫[5-6]。因此，探究有效降低烟草上西花蓟马种群数量的方法，除了能降低蓟马对烟草的直接危害外，对防治TSWV等蓟马传播的烟草病毒病也具有十分重要的意义。
西花蓟马的天敌众多，如植绥螨类、小花蝽类及菌类制剂均可有效控制其种群数量，天敌防治已经被普遍应用于农业生产[7]。目前，可商品化生产的捕食螨主要有巴氏新小绥螨(Neoseiulus barkeri)、胡瓜钝绥螨(Amblyseius cucumeris)、斯氏钝绥螨(A. swirskii)和东方钝绥螨(A. orientalis)等，广泛用于防治叶螨、西花蓟马、烟粉虱及木虱等小型有害生物[8]。巴氏新小绥螨是一种小型的捕食性益螨，属蜱螨亚纲(Acari)寄螨目(Parasitiformes)革螨亚目(Gamasida)植绥螨科(Phytoseiidae)新小绥螨属(Neoseiulus)，具有食性较广、发育历期短、自然死亡率低、产卵率高、扩散力强等优点，被广泛应用于防治叶螨和蓟马等害虫，是目前较好的生物防治产品之一。巴氏新小绥螨主要分布于美国、英国、法国、日本、荷兰、中国和以色列等国家和地区[9]，其天然食物主要有叶螨和蓟马等，在猎物缺乏时还可以取食花粉[10]。由于巴氏新小绥螨具有广泛的捕食范围，许多研究者致力于巴氏新小绥螨的应用研究。目前，巴氏新小绥螨的规模化人工饲养技术已经较为成熟，已有大量研究将其应用于防治苹果、柑橘、棉花、烟草及蔬菜等作物上的螨类和蓟马等害虫[11-12]，但目前尚未见烟草农田生态系统中巴氏新小绥螨的释放方式对烟草上西花蓟马防治效果的相关研究报道。因此，本研究通过巴氏新小绥螨不同释放次数及在烟草和/或杂草上释放等不同释放方式的对比研究，分析评估巴氏新小绥螨对烟草上西花蓟马防治效果的差异，以找出防治西花蓟马的最佳巴氏新小绥螨施用方法，为有效控制烟田西花蓟马种群数量和缓解烟草病毒病的发生提供理论依据和技术方案。
1. 材料与方法
1.1 试验时间和地点
试验于2022年6月2日—8月22日在云南省昆明市富民县款庄镇烟田中进行(N25°26′28.26″，E102°40′12.93″，海拔1 643 m)。
1.2 主要试验材料
捕食螨：巴氏新小绥螨，由云南推动者生物科技有限公司提供；信息素蓝板：22 cm×39 cm，购自泉州市绿普森生物科技有限公司，该蓝板为特异性蓟马信息素粘板，主要用于诱捕西花蓟马、花蓟马和烟蓟马等蓟马类害虫。
1.3 试验小区设置及蓝板的悬挂
共设置 30 个面积约 135 m2的试验小区，且每个小区采用2行保护行以及保护株(5株×7株)隔开，行距1 m，株距0.5 m，30个试验小区共约0.6 hm2 (含保护行和保护株)。每个试验小区以五点取样法(对角线法)布设5块蓝板用于统计蓟马种群数量，悬挂位置高于作物15~30 cm，共悬挂150块蓝板。
1.4 试验设计和小区田间布局
在烟田的烟草或/和周边杂草上释放巴氏新小绥螨，以不施用巴氏新小绥螨为对照，比较巴氏新小绥螨不同释放次数和释放方式下对西花蓟马种群数量的影响。巴氏新小绥螨释放次数设置3种处理，即在烟草大田期分别释放1、2、3次，每次释放间隔期均为15 d；巴氏新小绥螨释放方式也设置3种处理，分别为仅在杂草上释放、仅在烟草上释放、在烟草和杂草上同时释放。
田间试验中，巴氏新小绥螨的不同释放次数和释放方式处理采用随机布局(图1)，其中，仅释放1次巴氏新小绥螨的处理中，在烟草和杂草上同时释放记为1-YC，仅在杂草上释放记为1-C，仅在烟草上释放记为1-Y，以此类推，释放2次巴氏新小绥螨的处理分别记为2-YC、2-C和2-Y，释放3次巴氏新小绥螨的处理分别记为3-YC、3-C和3-Y；以烟草和杂草上均不释放巴氏新小绥螨为对照处理，记为CK。每个试验处理和对照均重复3次。
1.5 巴氏新小绥螨的释放
田间巴氏新小绥螨的释放主要采取撒播式，将巴氏新小绥螨与含粉螨的饲养基质混合后均匀撒施到烟草或/和周边杂草上。第1次撒播时每株烟草撒施2勺巴氏新小绥螨与饲养基质的混合物(约500头/m2)，杂草则根据其数量、叶面积和植株大小等适量撒施。结合烟草大田期及捕食螨的定殖情况，在烟草移栽后第19天(2022年6月2日)第1次释放巴氏新小绥螨，此后以间隔15 d为1个周期进行释放，并随着烟草和杂草的生长相应增加巴氏新小绥螨的释放量(500头/m2)。
1.6 田间调查
第1次释放巴氏新小绥螨后的第16天为第1次调查时间(2022年6月17日)，每间隔15 d调查1次，待3次巴氏新小绥螨释放完毕后间隔10 d调查1次，一直持续调查至2022年8月22日烟叶开始采收为止。调查时，收集悬挂于每个小区的蓝板，做好标记后用保鲜膜包裹带回实验室以统计西花蓟马的虫口数量，每调查1次更换新的蓝板。根据每个处理与对照的西花蓟马虫口数量计算相对防治效果：相对防治效果=(对照组蓟马虫口数量−处理组蓟马虫口数量)/对照组蓟马虫口数量×100%。
2. 结果与分析
2.1 巴氏新小绥螨不同释放次数对西花蓟马的防治效果
由图2可知：6月17日至8月22日，各处理及对照的西花蓟马虫口数量动态变化趋势相似，均表现为上升(6月17日至7月11日)—下降(7月11日至7月21日)—趋于平缓(7月21日至8月11日)—上升(8月11日至8月22日)的趋势。
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图 2 巴氏新小绥螨不同释放次数下烟田西花蓟马的种群动态注：CK. 烟草和杂草上均不释放捕食螨；1. 仅释放1次捕食螨，2. 释放2次捕食螨，3. 释放3次捕食螨；-C. 仅在杂草上释放捕食螨，-Y. 仅在烟草上释放捕食螨，-YC. 在烟草和杂草上同时释放捕食螨；下同。Figure 2. Population dynamics of Frankliniella occidentalis in tobacco field under different application times of Neoseiulus barkeriNote: CK. no predatory mite application on tobacco or weeds; 1. predatory mite applied only once, 2. predatory mite applied twice, 3. predatory mite applied three times; -C. applied predatory mite only on weeds, -Y. applied predatory mite only on tobacco, -YC. applied of predatory mite on both tobacco and weeds; the same as below.由表1可知：对照及各试验处理中西花蓟马虫口数量均在7月11日达到最大值，此时除1-C外，对照组西花蓟马的虫口数量均显著高于其他处理(P<0.05)，仅在杂草上释放巴氏新小绥螨的西花蓟马虫口数量表现为1-C>2-C>3-C，仅在烟草上释放巴氏新小绥螨的西花蓟马虫口数量表现为1-Y>2-Y>3-Y，在杂草和烟草上同时释放巴氏新小绥螨的西花蓟马虫口数量表现为2-YC>1-YC>3-YC；在相同释放方式下，西花蓟马虫口数量均表现为释放3次巴氏新小绥螨的处理虫口数量最低，表明巴氏新小绥螨对西花蓟马虫口数量的控制效果随着释放次数的增加而增强。
表 1 巴氏新小绥螨不同释放次数下西花蓟马的虫口数量Table 1. Number of Frankliniella occidentalis under different application times of Neoseiulus barkeri处理
treatments日期 (mm-dd) date 06-17 07-01 07-11 07-21 08-01 08-11 08-22 CK 95.67±13.20 a 340.33±86.96 a 394.00±110.94 a 287.00±16.70 a 245.33±25.70 a 219.00±8.54 a 256.33±16.80 a 1-C 69.00±2.65 b 218.67±7.57 b 287.33±35.57 ab 210.00±2.65 b 215.67±8.08 a 202.00±5.29 a 264.00±9.64 a 2-C 77.67±3.51 b 195.33±6.66 b 240.33±13.58 b 184.00±10.82 c 174.00±12.53 b 171.33±11.37 b 181.33±6.81 b 3-C 78.00±9.00 b 191.67±3.51 b 224.00±10.44 b 173.67±7.37 c 164.33±15.50 b 137.67±10.69 c 146.00±5.29 c 1-Y 69.67±9.29 b 223.33±5.77 b 268.33±5.86 b 207.67±11.37 b 213.33±17.67 b 196.33±5.03 b 250.67±4.62 a 2-Y 78.00±4.00 ab 190.67±3.06 b 242.67±5.13 b 185.00±2.65 c 171.00±8.89 c 162.67±3.51 c 182.33±4.04 b 3-Y 74.33±12.42 b 186.33±7.77 b 212.33±17.50 b 161.33±12.22 d 146.67±3.79 c 125.33±7.09 d 141.33±4.04 b 1-YC 66.33±5.86 b 163.67±3.06 b 215.33±15.18 b 189.67±10.02 b 184.33±26.01 b 190.67±4.93 b 224.67±25.15 b 2-YC 70.33±16.65 b 145.33±3.51 b 218.33±4.51 b 159.00±3.61 c 141.33±2.52 c 141.33±8.39 c 164.00±4.58 c 3-YC 70.00±2.65 b 156.00±2.00 b 194.33±1.53 b 147.00±1.73 c 112.67±3.31 c 98.33±1.53 d 107.33±1.15 d 注：CK. 烟草和杂草上均不释放捕食螨；1. 仅释放1次捕食螨，2. 释放2次捕食螨，3. 释放3次捕食螨；-C. 仅在杂草上释放捕食螨，-Y. 仅在烟草上释放捕食螨，-YC. 在烟草和杂草上同时释放捕食螨；下同。同列数据不同小写字母表示相同释放方式下不同释放次数与对照相比差异显著(P<0.05)。
Note: CK. no predatory mite application on tobacco or weeds; 1. predatory mite applied only once, 2. predatory mite applied twice, 3. predatory mite applied three times; -C. applied predatory mite only on weeds, -Y. applied predatory mite only on tobacco, -YC. applied of predatory mite on both tobacco and weeds; thesame as below. Different lowercase letters in the same column indicate significant differences between different application times under the same application way and CK (P<0.05).由表2可知：在烟草或/和周边杂草上释放3次巴氏新小绥螨对西花蓟马的防治效果均在8月22日达到最大值，表现为3-YC>3-Y>3-C；在烟草或/和周边杂草上释放2次以及1次巴氏新小绥螨对西花蓟马的防治效果均在7月1日达到最大值，表现为2-YC>2-Y>2-C、1-YC>1-C>1-Y。可见，同时在杂草和烟草上释放3次巴氏新小绥螨对西花蓟马的防治效果最好，且维持时间最长；若只释放2次或1次巴氏新小绥螨防治效果一般，且维持时间较短，约为1个月。
表 2 巴氏新小绥螨不同释放次数和方式对西花蓟马的相对防治效果Table 2. Relative control effects on F. occidentalis under different application times and ways of N. barkeri% 处理
treatments日期 (mm-dd) date 06-17 07-01 07-11 07-21 08-01 08-11 08-22 1-C 27.00±9.75 a 33.07±16.37 a 22.62±24.42 a 26.69±3.65 b 11.30±11.84 a 7.66±4.44 c −3.19±5.41 c 2-C 17.70±12.98 a 39.86±16.50 a 35.55±18.40 a 35.85±2.46 a 28.28±12.18 a 21.77±4.01 b 28.94±7.25 b 3-C 16.61±20.43 a 41.35±13.95 a 40.79±12.72 a 39.45±1.09 a 32.06±13.86 a 37.20±2.49 a 42.79±5.81 a 1-Y 25.45±19.56 a 31.55±16.58 a 28.54±17.89 a 27.54±4.60 b 12.25±13.62 b 10.20±5.79 c 1.94±6.35 c 2-Y 17.30±13.63 a 41.68±13.69 a 35.50±15.50 a 35.41±3.56 ab 29.55±11.03 ab 25.66±2.87 b 28.59±6.36 b 3-Y 21.50±16.32 a 42.99±13.30 a 44.22±10.07 a 43.50±7.43 a 39.67±7.98 a 42.65±5.19 a 44.67±4.57 a 1-YC 30.26±5.59 a 49.96±11.68 a 42.95±13.12 a 33.69±6.33 b 24.02±14.93 b 12.91±1.43 c 12.35±7.74 c 2-YC 24.56±26.44 a 55.57±10.34 a 41.68±15.62 a 44.50±2.63 a 41.94±6.51 ab 35.48±2.13 b 35.84±4.50 b 3-YC 25.85±10.84 a 52.15±11.89 a 48.22±13.11 a 48.65±3.46 a 53.72±5.28 a 55.07±1.12 a 58.02±2.37 a 注：同列数据不同小写字母表示相同释放方式下不同释放次数间差异显著 (P<0.05)。
Note: Different lowercase letters in the same column indicate significant differences among different application times under the same application way (P<0.05).2.2 巴氏新小绥螨不同释放方式对西花蓟马的防治效果
由图3可知：在相同释放次数下，6月17日至8月11日，不管以何种方式释放巴氏新小绥螨，烟草上西花蓟马虫口数量均明显低于不释放巴氏新小绥螨的对照组。西花蓟马虫口数量随着释放方式的不同而有所变化，总体上，在烟草和杂草上同时释放巴氏新小绥螨处理的西花蓟马虫口数量低于其他处理，而单独在烟草或杂草上释放巴氏新小绥螨处理的西花蓟马虫口数量相对较高，且仅在烟草上释放巴氏新小绥螨处理的西花蓟马虫口数量略低于仅在杂草上释放巴氏新小绥螨的处理。
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图 3 巴氏新小绥螨不同释放方式下西花蓟马的种群动态Figure 3. Population dynamics of F. occidentalis under different application ways of N. barkeri由表2还可知：释放3次巴氏新小绥螨的情况下，在烟草和杂草上同时释放对西花蓟马虫口数量的防治效果最好，且维持时间最长，相对防效在8月22日达到最高，为58.02%；仅在烟草上释放的防治效果次之，最高相对防效为44.67%；仅在杂草上释放的防治效果相对较差，最高相对防效为42.79%。
3. 讨论
西花蓟马为过渐变态昆虫，一生经历卵、若虫(1~2龄)、预蛹(3龄)、蛹(4龄)和成虫5个阶段[13]，其中巴氏新小绥螨主要捕食西花蓟马若虫。巴氏新小绥螨是以害螨和小型害虫为食物的一种有益螨类，现已开发为一类主要的天敌产品应用于农业生产[14-17]。钟锋等[18]报道：胡瓜钝绥螨可有效控制西花蓟马的危害；HOY等[19]研究指出：释放植绥螨能有效防治甘蓝上的烟蓟马，但应视烟蓟马虫量确定释放时间和释放数量。本研究表明：在烟草大田期，随着巴氏新小绥螨释放次数的增加，对烟草上西花蓟马的防治效果逐渐增强，这与宣丽霞等[20]以捕食螨防控红蜘蛛的研究结果相似。释放3次巴氏新小绥螨表现出对西花蓟马种群良好的控制作用，效果优于只释放1次和2次巴氏新小绥螨的处理，其原因可能是随着时间的延长，巴氏新小绥螨种群数量受气候条件等因素的影响逐渐下降，若不及时补充，会导致巴氏新小绥螨的防治效果变差。温度是影响捕食螨生长发育的关键因子，主要影响雌成螨、幼螨和若螨的存活及卵的孵化[21]。LI等[22]研究表明：短期高温胁迫可显著影响巴氏新小绥螨卵的孵化率和未成熟期的持续时间，对雌虫的产卵量、产卵期和寿命也有负面影响。此外，湿度对捕食螨的生长发育也存在一定的影响。湿度不仅直接影响螨的生长发育，而且还影响其行为、生殖力和寿命等，在很大程度上决定了螨类种群的盛衰[23]。同时，湿度也是影响西花蓟马种群数量的重要因素。潘义宏等[24]研究发现：大量雨水的冲刷可自然控制西花蓟马的种群数量；陈德西[25]研究表明：降雨量可在一定程度上影响韭菜田间西花蓟马的种群数量；曲明静等[26]研究也发现平均日降雨量可影响西花蓟马的虫口基数。本研究田间试验过程中，试验点富民县2022年7月的平均降雨量超过489 mm，故推测田间湿度也是导致巴氏新小绥螨对西花蓟马的控制效果存在差异的原因。因此，可以通过增加释放巴氏新小绥螨的次数补充其田间种群，有利于增加其捕食西花蓟马若虫的机率，从而降低西花蓟马的种群数量。
本研究表明：与对照相比，仅释放1次巴氏新小绥螨的处理中西花蓟马种群数量下降趋势不明显，在释放50 d (2022年7月21日)后西花蓟马种群数量开始呈上升趋势，分析其原因可能是随着时间的延长巴氏新小绥螨的种群数量难以维持在较高水平，难以对西花蓟马产生较好的捕食效果。此外，在烟草和周边杂草上同时释放巴氏新小绥螨对西花蓟马的控制效果明显高于单独在烟草或周边杂草上释放的控制效果，这可能与巴氏新小绥螨的使用量有关；而单独在烟草上释放巴氏新小绥螨对西花蓟马的控制效果略好于仅在杂草上释放的处理，分析其原因可能是杂草在田间分布不均，且在杂草上释放巴氏新小绥螨的数量远少于在烟草上的释放量。
在烟草大田期释放巴氏新小绥螨防治西花蓟马的过程中，可以通过增加巴氏新小绥螨的释放次数达到更好的控制效果。随着巴氏新小绥螨释放次数的增加，成本也会有所增加，在本研究中使用巴氏新小绥螨的成本约为2388元/hm2，并且随着烟草的生长，巴氏新小绥螨的使用量也会随之增加。在成本允许的情况下，建议在烟草大田期以释放3次巴氏新小绥螨为主，并建议在烟草和杂草上同时释放以达到更好的控制效果。
4. 结论
在烟草大田期，不同释放次数和不同释放方式下巴氏新小绥螨对西花蓟马均能起到不同程度的防治效果，其中，同时在烟草和杂草上释放3次巴氏新小绥螨对西花蓟马虫口数量的防治效果最好，且维持时间最长。
致谢：感谢云南推动者生物科技有限公司张霞、云南农业大学植物保护学院黄莉萍在捕食螨的施用以及论文撰写中给予的大力支持！
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图 1 染镉和未染镉组中差异蛋白占总定量蛋白比例的火山分布图
注：黑点表示总定量蛋白，分布在两侧的浅灰/深灰色点分别代表显著性上/下调差异的蛋白；P. P值，差异显著性；FC. 差异倍数。
Figure 1. Volcano distribution map of the proportion of different proteins account for total quantitative proteins
Note: Black dots indicate total quantitative protein, light gray and dark gray dots represent significant up and down regulated differential proteins, respectively; P. P-value, which means significant difference; FC. fold change.
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图 2 差异蛋白的GO 注释
注：1. 细胞过程；2. 代谢过程；3. 生物调节；4. 生物过程调节；5. 本土化；6. 细胞成分组织或生物发生；7. 建立本地化；8. 刺激反应；9. 发展过程；10. 多细胞生物过程；11. 信令；12. 生物过程正调控；13. 生物过程负调控；14. 免疫系统过程；15. 死亡；16. 细胞增殖；17. 生物黏附；18. 运动；19. 病毒繁殖；20. 再生产；21. 繁殖过程；22. 生长；23. 色素沉着；24. 有节奏过程；25. 多生物过程；26. 细胞；27. 细胞组分；28. 细胞器；29. 细胞器部分；30. 大分子复合体；31. 膜封闭腔；32. 胞外区；33. 胞外区部分；34. 突触；35. 突触部分；36. 连接；37. 催化活性；38. 转运活性；39. 结构分子活性；40. 电子载体活性；41. 酶调节活性；42. 蛋白质结合转录活性；43. 分子转导活性；44. 抗氧化活性；45. 核酸结合转录因子活性；46. 翻译调节活性。
Figure 2. GO functional annotation for differential protein
Note: 1. cellular process; 2. metabclic process; 3. biological regulation; 4. regulation of biological process; 5. localization; 6. cellular component organization or biogenesis; 7. establishment of localization; 8. response to stimulus; 9. developmental process; 10. multicellular organismal process; 11. signaling; 12. positive regulation of biological process; 13. negative regulation of biological process; 14. immune system process; 15. death; 16. cell proliferation; 17. biological adhesion; 18. locomotion; 19. viral reproduction; 20. reproduction; 21. reproductive process; 22. growth; 23. pigmentation; 24. rhythmic process; 25. multi-organism process; 26. cell; 27. cell part; 28. organelle; 29. organella part; 30. macromolecular complex; 31. membrane-enclosed lumen; 32. extracellular region; 33. extracellular region part; 34. synapse; 35. synapse part; 36. binding; 37. catalytic activity; 38. transporter activity; 39. structural molecule activity; 40. electron carrier activity; 41. enzyme regulation activity; 42. protein binding transcription activity; 43. transcription activity; 44. antioxidant activity; 45. nucleic acid binding transcription factor activity; 46. translation regulation activity.
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图 3 染镉和未染镉泽兰实蝇雄性附腺中上调/下调差异蛋白质 Pathway 代谢通路
注：百分数字表示排名前10的Pathway代谢功能类型占上调/下调差异蛋白质功能注释结果中的比例，括号中数字为每个功能下的蛋白质数量。
Figure 3. Pathway of up-regulated/down-regulated proteins in the accessory glands of P. utilis with cadmium infected and non cadmium infected
Note: Percentage numbers indicate the proportion of the top 10 pathway metabolic function types in the results of up-regulation/down-regulation differential protein function annotations. The indication in parentheses refers to the number of proteins under each function.
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图 4 差异蛋白的 GO 富集分析
注： A1. 分解代谢过程；B1. 含氧酸代谢过程；C1 . 有机酸代谢过程 ；D1. 细胞酮代谢过程；E1. 羧酸代谢过程；F1. 生物聚合物分解代谢过程；G1. 蛋白水解；H1. 蛋白质分解代谢过程；I1. 对氧化应激的反应；J1. 丙酮酸代谢过程；K1. 单糖生物合成过程；L1. 己糖，M1. 糖异生；N1. 酒精生物合成过程；O1. 翻译保真度的调节；P1. 肽分解代谢过程；Q1. 半桥粒组装 ；R1. 表皮发育；S1. 外胚层发育；T1. 细胞—底物连接组装；A2. 金属离子结合；B2. 离子结合 ；C2. 阳离子结合；D2. 结构分子活性 ；E2. 肽酶活性，作用于L-氨基酸；F2. 肽酶活性；G2. 外肽酶活性；H2. 金属肽酶活性 ；I2. 金属外肽酶活性；J2. 氨肽酶活性； K2. rRNA结合 ；L2. 受体活性；M2. 分子内氧化还原酶活性；N2. 跨膜受体活性；O2. 丝氨酸水解酶活性；P2. 氨酸型肽酶活性；Q2. 丝氨酸型内肽酶活性；R2. 金属氨肽酶活性；S2. 分子内氧化还原酶活性；T2. 羧肽酶活性；A3. 细胞内部分；B3. 细胞质；C3. 非膜界细胞器；D3. 细胞内非膜界细胞器；E3. 胞外区；F3. 囊泡；G3. 膜结合囊泡；H3. 细胞外囊泡外泌体；I3. 胞外区部分；J3. 细胞外器；K3. 细胞外膜结合的细胞器；L3. 胞质溶胶；M3. 核糖体；N3. 角蛋白丝；O3. 中间丝细胞骨架；P3. 中间丝；Q3. 细胞骨架部分；R3. 胞质核糖体；S3. 胞质部分；T3. 胞质小核糖体亚基。
Figure 4. GO enrichment analysis of different proteins
Note: A1. catabolic process; B1. oxoacid metabolic process; C1. organic acid metabolic process; D1. cellular ketone metabolic process; E1. carboxylic acid metabolic process; F1. biopolymer catabolic process; G1. proteolysis; H1. protein catabolic process; I1. response to oxidative stress; J1. pyruvate metabolic process; K1. monosaccharide biosynthetic process; L1. hexose; M1. gluconeogenesis; N1. alcohol biosynthetic process; O1. regulation of translational fidelity; P1. peptide catabolic process; Q1. hemidesmosome assembly; R1. epidermis development; S1. ectoderm development; T1. cell-substrate junction assembluy; A2. metal ion binding; B2. ion binding; C2. cation binding; D2. structural molecule activity; E2. peptidase activity, acting on L-amion acid; F2. peptidase activity; G2. exopeptidase activity; H2. metallopeptidase activity; I2. metal loexopeptidase activity; J2. aminopeptidase activity; K2. rRNA binding; L2. receptor activity; M2. intramolecular oxidoreductase activity; N2. transmembrane receptor activity; O2. serine hydrolase activity; P2. serine-type peptidase activity; Q2. serine-type endopeptidase activity; R2. metal aminopeptidase activity; S2. intramolecular oxidoreductase activity; T2. carboxypeptidase activity; A3. intracellular part; B3. cytoplasm; C3. non-membrane-bounded organelle; D3. intracellular non-membrane-bounded organelle; E3. extracellular region; F3. vesicle; G3. membrane-bounded vesicle; H3. extracellular vesicular exosome; I3. extracellular region part; J3. extracellular organelle; K3. extracellular membrane-bounded prganelle; L3. cytssol; M3. ribosome; N3. keratin filament; O3. intermediate filament cytoskeleton; P3. intermediate filament; Q3. cytoskeletal part; R3. cytosolic ribosome; S3. cytosolic part; T3. cytosolic small ribosomal subunit.
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图 5 差异蛋白 Pathway 富集分析气泡图
注：A. 代谢途径；B. 不同环境中的微生物代谢；C. 酪氨酸代谢；D. 核糖体；E. 黑色素生成；F. 柠檬酸循环(TCA 循环)；G. 核黄素代谢；H. 溶酶体；I. 谷胱甘肽代谢；J. 金黄色葡萄球菌感染；K. 前列腺癌；L. 细胞色素 P450 对异生素的代谢 ；M. 药物代谢—细胞色素 P450；N. 牛磺酸和亚牛磺酸代谢；O. 鞘脂代谢；P. 其他聚糖降解；Q. Notch信号通路；R. 鞘糖脂生物合成—神经节系列；S. 脂肪酸生物合成；T. 花生四烯酸代谢。
Figure 5. Differential protein pathway enrichment analysis bubble chart
Note: A. metabolic pathways; B. microbial metabolism in diverse environments; C. tyrasine metabolism; D. ribosome; E. melanogenesis; F. citrate cycle (TCA cycle); G. riboflavin metabolism; H. lysosome; I. glutathione metabolism; J. Staphylococcus aureus infection; K. prostate cancer; L. metabolism of xenobiotics by cytochrome P450; M. P450 drug metabolism-cytochrome P450; N. taurine and hypotaurine metabolism; O. sphingolipid metabolism; P. other glycan degradation; Q. Notch signaling pathway; R. glycosphingolipid biosynthesis-ganglio series; S. fatty acid biosynthesis; T. arachidonic acid metabolism.
表 1 泽兰实蝇雄性附腺镉诱导组与对照组排列前10的差异蛋白
Table 1 The top ten differences in protein analysis on the male accessory gland in Procecidochares utilis with cadmium induced and control group
蛋白质名称
protein name分子量/u
molecular weight序列覆盖度情况
(95%可信度)
sequence coverage
(95% confidence level)总 unique
肽段数
unique peptides差异状态
difference status上调/下调表达量
up-regulated/down-regulated expressionP值
P-value丙酮酸羧化酶
pyruvate carboxylase132855.6 50.33 52 上调 up 1.706 0.004 嘌呤霉素敏感氨肽酶
puromycin-sensitive aminopeptidase115245.3 41.07 44 上调 up 1.585 0.017 过氧化氢酶
catalase62184.9 64.18 34 上调 up 1.514 0.049 Rab GDP解离抑制剂α
Rab GDP dissociation inhibitor alpha50728.5 449.00 34 上调 up 3.802 0.015 胞质附子水合酶
cytoplasmic aconitate hydratase99134.6 50.44 33 上调 up 2.355 0.001 白三烯A-4水解酶亚型 X1
leukotriene A-4 hydrolase isoform X173814.9 45.09 28 上调 up 4.571 0 柠檬酸合酶
citrate synthase123257.2 35.41 28 上调 up 1.556 0.018 博来霉素水解酶
bleomycin hydrolase54534.2 57.65 28 上调 up 2.911 0.001 lon 蛋白酶同源物，线粒体
lon protease homolog, mitochondria111691.8 30.15 27 上调 up 2.168 0.001 中性α-葡萄糖苷酶AB
neutral alpha-glucosidase AB108108.5 42.98 23 上调 up 1.600 0.029 蛋白质二硫化物异构酶
protein disulfide-isomerase45533.1 79.85 43 下调 down 0.470 0.002 可降解的异柠檬酸脱氢酶
probable isocitrate dehydrogenase43311.5 47.21 17 下调 down 0.581 0.009 脂肪酸合酶
fatty acid synthase269885.1 8.34 15 下调 down 0.356 0 谷胱甘肽S-转移酶1样
glutathione S-transferase 1-like27901.0 56.33 14 下调 down 0.445 0.003 角蛋白，I型细胞骨架
keratin, type I cytoskeletal54306.7 27.13 13 下调 down 0.265 0 角蛋白，II型细胞骨架
keratin, type II cytoskeletal54999.9 21.58 13 下调 down 0.360 0.001 预测：ATP合酶亚基d
predicted: ATP synthase subunit d20086.4 64.57 12 下调 down 0.421 0 角蛋白，I型细胞骨架17样
keratin, type I cytoskeletal 17-like52886.6 33.33 10 下调 down 0.302 0.001 脂肪体蛋白1
fat-body protein 1-like76722.4 15.10 8 下调 down 0.219 0.001 角蛋白，II型细胞骨架5
keratin, type II cytoskeletal 564637.6 28.94 7 下调 down 0.421 0.013 
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表 2 参与代谢途径数量最多的差异蛋白
Table 2 Differential proteins with the largest number of metabolic pathways
蛋白质序列号
protein ID蛋白质名称
protein name差异状态
difference status通路
pathwayCluster-14817.42665_orf1 过氧化氢酶 catalase 上调 up ① Cluster-13214.122055_orf1 酚氧化酶2 phenoloxidase 2 上调 up ② Cluster-13214.51783_orf1 胞质附子水合酶 cytoplasmic aconitate hydratase 上调 up ① Cluster-14817.27513_orf1 中性α-葡萄糖苷酶AB neutral α-glucosidase AB 上调 up ③ Cluster-13214.65160_orf1 白三烯A-4水解酶异构体X1 leukotriene A-4 hydrolase isoform X1 上调 up ③ Cluster-13214.67314_orf1 ATP柠檬酸合酶 ATP-citrate synthase 上调 up ① Cluster-13214.72527_orf1 推测的氨基肽酶W07G4.4 putative aminopeptidase W07G4.4 上调 up ③ Cluster-14817.33501_orf1 葡萄糖-6-磷酸异构酶 glucose-6-phosphate isomerase 上调 up ① Cluster-14817.17612_orf1 磷酸丙糖异构酶 triosephosphate isomerase 上调 up ①③ Cluster-13214.116940_orf1 芳基贮存蛋白 arylphorin 上调 up ②③ Cluster-13214.105550_orf1 嘧啶二氮平合酶 pyrimidodiazepine synthase 上调 up ①②③ Cluster-13214.69983_orf1 腺苷酸琥珀酸合成酶 adenylosuccinate synthetase 上调 up ③ Cluster-14817.19801_orf1 半胱氨酸亚磺酸脱羧酶 cysteine sulfinic acid decarboxylase 上调 up ③ Cluster-14817.30736_orf1 60S核糖体蛋白L18a 60S ribosomal protein L18a 上调 up ④ Cluster-14817.31467_orf1 GH15146 上调 up ④ Cluster-13214.78471_orf1 40S核糖体蛋白S4 40S ribosomal protein S4 上调 up ④ Cluster-14817.31146_orf1 核糖体蛋白S15Aa ribosomal protein S15Aa 上调 up ④ Cluster-13214.72980_orf1 40S核糖体蛋白S5a 40S ribosomal protein S5a 上调 up ④ Cluster-14817.31541_orf1 谷胱甘肽S-转移酶1样 glutathione S-transferase 1-like 下调 down ②③ Cluster-14817.54636_orf1 脂肪酸合酶 fatty acid synthase 下调 down ③ Cluster-13214.79618_orf1 β-半乳糖苷酶 β-galactosidase 下调 down ③ Cluster-13214.42473_orf1 可降解的异柠檬酸脱氢酶 probable isocitrate dehydrogenase 下调 down ①③ Cluster-13214.113990_orf1 脂肪体蛋白1 fat-body protein 1-like 下调 down ②③ 注：① 微生物在不同环境中的代谢；② 酪氨酸代谢；③ 代谢途径；④ 核糖体。
Note: ① microbial metabolism in diverse environments; ② tyrosine metabolism; ③ metabolic pathways; ④ ribosome.
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