植物是全球生态和经济系统的基础，但大多数植物蛋白信息仍属未知。植物在漫长的历史进化过程中要不断适应变化的地理和气候环境，从而形成了复杂多样的蛋白质、蛋白复合体和蛋白互作机制。然而，受限于植物基因组的复杂性、多倍体的存在以及遗传转化技术和转化效率等因素，在动物模型中有效应用的高通量蛋白互作研究方法在植物上并不能广泛适用。因此，进一步的挖掘植物中的蛋白质以及蛋白质互作等信息显得尤为重要，这些基础研究的方法和结果将对提高作物产量以及抗逆性等方面的研究具有重要意义。

共分馏质谱(Co-fractionation MS, CF-MS)是一种高通量的检测互作蛋白方法，适用于所有样本类型，不需要抗体或单个蛋白的转基因表位标记，所得到的蛋白质丰度和蛋白质相互作用的图谱将有助于在机理、进化和生物化学的框架下解释植物的基因功能。

1.实验分组：

根据进化时间选择13种植物

2.检测方法：

色谱分离、共分馏质谱分析、生信分析

该研究首先获得了13种植物蛋白质组学数据，这些物种具在进化上具有一定的代表性，跨越了11亿年的进化历史。这13种广义的植物包括，拟南芥、西兰花、大豆、大麻、番茄、藜麦、玉米、水稻、小麦、椰子、蕨类、卷柏和绿藻。这些植物涵盖重要的模式植物、具有农业价值的作物，进化早期的植物，以及单细胞藻类。因此，该研究获得的蛋白质组数据极具代表性和多样性，包括多种物种和多种细胞类型。

通过共分馏质谱，该研究获得了植物中一些已知的蛋白互作，并预测了一些可能出现的互作，还确定了在11亿年进化过程中保存下来的未知的蛋白互作。利用已获得的蛋白质数据，该研究还发现一些新的蛋白复合体参与春化作用、病原体防御等这些对农业至关重要的过程。此外，还在植物中发现了一些动物蛋白复合体的类似复合体，包括一个百万道尔顿级的tRNA多合成酶复合物。

此外，该研究还创建了相关的数据，供大家查询：

http://plants.proteincomplexes.org

总之，该研究通过共分馏质谱分析和生信分析，对13种代表性植物进行了蛋白互作图谱分析，获得了超过200万个蛋白质的数量和关联。不仅将蛋白互作从单一拟南芥物种扩展到进化树上多个物种，还解决了前期通过酵母双杂鉴定蛋白互作的灵敏度不足的问题，蛋白互作图谱的覆盖度大幅提高，同时还证明了同源序列与蛋白互作的不完全对应关系， 在蛋白互作图谱的构建、蛋白-表型-功能的关联方面取得了阶段性重大突破。

参考文献：

Claire D. McWhite, Ophelia Papoulas and et al.(2020) A Pan-plant Protein Complex Map Reveals Deep Conservation and Novel Assemblies. Cell 181(2): 460-474.e14.