植物蛋白质翻译后修饰组学研究进展

刘静 李亚超 周梦岩 吴鹏飞，2 马祥庆，2 李明，2

（1. 福建农林大学林学院，福州 350002；2. 福建省杉木种质创新及产业化工程研究中心，福州 350002）

植物细胞主要通过蛋白质行使其复杂的生理功能，而蛋白质修饰是植物蛋白质组多样性的关键机制。蛋白质翻译后修饰（Protein post-translational modification，PTMs）主要通过在氨基酸侧链、蛋白质的C或N末端共价结合一些化学小分子基团，通过修饰现有的功能基团或引入新的基团来扩展20种标准氨基酸的化学修饰和性质［1］，从而精细调控蛋白质的结构、功能、定位、活性和蛋白质间的相互作用［2］。PTMs的发生赋予了同一种蛋白质的多种生物学功能，导致蛋白质的表达水平即使没有发生改变，但经过翻译后修饰的蛋白质功能发生显著变化。迄今为止，Uniprot数据库（http：//www.uniprot.org/docs/ptmlist）收录了约461种的PTMs，目前发现的蛋白质大部分都可发生翻译后修饰，同一个蛋白质还可以单独或同时发生多种翻译后修饰，从而极大地丰富了蛋白质的种类和功能。

研究发现，植物体内普遍存在着磷酸化、乙酰化、巴豆酰化、琥珀酰化、丁酰化、泛素化、糖基化、S-亚硝基化和丙酰化等PTMs类型，这些PTMs参与了植物蛋白质合成降解、转录调控、信号识别转导、代谢调控、生物与非生物胁迫响应等各种代谢过程。对植物响应非生物胁迫的ABA信号调节过程研究表明，蛋白质磷酸化修饰通过激酶的磷酸化来激活介导气孔开闭或胁迫应激相关靶蛋白功能，从而广泛参与ABA受体信号转导；而泛素化修饰则通过泛素-蛋白酶体对一些关键转录因子的降解来调控ABA信号转导中关键组分的时空表达［3］。植物面对病原菌的胁迫时，植物免疫信号转导很大程度上依赖于PTMs来诱导信号转导途径的快速改变，以实现适合病原体类型和感染压力的反应［4］。植物病原微生物互作过程中，多种病原微生物通过干扰宿主蛋白的磷酸化状态攻击免疫系统，以提高其致病性［5］。此外，蛋白质的泛素化修饰可以调节质膜的蛋白质丰度和定位使植物适应变化的环境，糖基化能调控蛋白质的折叠和内质网腔内的质量控制，乙酰化修饰也被证明广泛参与植物种子、根、花等器官的发育和器官生长过程中的细胞增殖［6-7］。近年来，随着蛋白质分离技术和新型质谱技术的不断发展，蛋白质修饰组学研究取得了较大突破，越来越多的PTMs类型的发现极大地丰富了人们对植物生物学过程和调控机制的认识。表1列出了Plant PTM Viewer网站（https：//www.psb.ugent.be/webtools/ptmviewer/index.php）所统计植物中103480个蛋白质中存在的430387个PTMs（截至2020年7月）。本文将主要结合PTMs的功能结构、生理机制和热点应用等方面介绍近年来磷酸化、乙酰化、琥珀酰化、糖基化、泛素化、巴豆酰化、S-亚硝基化、2-羟基异丁酰化等PTMs研究进展，旨在为认识植物中PTMs的关键生物学功能和研究前景提供参考。

表1 植物蛋白质翻译后修饰统计

1 常见的蛋白质翻译后修饰

1.1 磷酸化修饰

磷酸化是植物体内最常见的PTM，主要通过蛋白激酶和磷酸酶的作用在特定丝氨酸（Ser）、苏氨酸（Thr）和酪氨酸（Tyr）的羟基上添加或去除一个或多个磷酸基团，进而有效地改变底物蛋白的结构和活性［8］，从而参与植物温度胁迫、盐胁迫、干旱胁迫、养分胁迫和激素调控等大多数代谢和生理途径。

Mizoi等［9］研究发现，拟南芥负调控域（Negative regulatory domain，NRD）中的Ser/Thr在非生物胁迫下被磷酸化，且它们的磷酸化程度随着热响应程度的增加而降低，这种磷酸化可能是由酪蛋白激酶1介导的，对于在非胁迫下脱水反应元件结合蛋白2A（DREB2A）的NRD依赖性蛋白酶体降解至关重要。类似地，冷处理下拟南芥幼苗中的丝裂原活化蛋白激酶（MEKK1）被Ca2+/钙调蛋白调控的受体样激酶（CRLK1）磷酸化，同时有丝分裂原活化蛋白激酶2（MKK2）被MEKK1磷酸化［10］。除磷酸化修饰外，在拟南芥中也存在去磷酸化修饰，Yu等［11］在拟南芥中发现一类新型丝/苏氨酸蛋白磷酸酶PP6（Protein phosphatase 6），其能够拮抗性地调控蛋白质的磷酸化修饰，从而以去磷酸化修饰的形式调节生长素的极性运输，并能抑制拟南芥的光形态建成。Pi等［12］比较了盐胁迫下大豆耐盐品种（Wenfeng07）和盐敏感品种（Union85140）幼苗根部的磷酸化蛋白质组和蛋白质组学水平变化，鉴定出1163个磷酸化位点存在差异，确认了89个差异表达蛋白的表达模式，提出一种主要由磷酸化的MYB转录因子介导的查尔酮代谢途径的耐盐机制，该途径涉及查尔酮代谢。常丽丽等［13］在干旱胁迫下的木薯叶片中（Manihot esculenta）鉴定出28个磷酸化蛋白点在叶片中的表达丰度发生显著变化。其中大部分参与光合作用的蛋白积累量在干旱胁迫后显著降低，而参与能量代谢、碳代谢、胁迫与防御、转录翻译等途径的大部分蛋白质积累量则明显升高。

在养分胁迫下，蛋白质的磷酸化修饰也参与植物根系生长、激素分泌和养分循环等胁迫应激响应。对磷胁迫下的水稻研究发现，缺磷导致554个蛋白的磷酸化水平发生显著性改变，其中546个蛋白的磷酸化水平降低，8个蛋白磷酸化水平升高，且磷酸化差异蛋白主要集中在RNA加工、转运、剪切、翻译以及碳代谢通路中。利用磷酸化位点基序分析发现，丝裂原活化蛋白激酶（Mitogen-activated protein kinase，MAPK）、酪蛋白激酶2（CK2）和钙依赖性蛋白激酶（Calcium-dependent protein kinases，CDPK）底物分别占磷酸化差异蛋白质的54.4%、21.5%和4.7%，表明磷酸化蛋白谱的修饰是磷素饥饿诱导过程中的重要应答机制［14］。在氮胁迫下，拟南芥中NADPH/NADPC和ATP/AMP比值的增加，导致腺苷磷酸活化蛋白激酶（AMPK）的活性以及核隐花色素1蛋白的磷酸化和丰度发生变化［15］。对拟南芥生长素生物合成酶的潜在蛋白修饰研究发现，拟南芥氨转移酶（TAA1）在苏氨酸101处被磷酸化，可调节生长素的生物合成，并且适当调节根分生组织大小和根毛的发育［16］。磷酸化在植物免疫调控中也发挥重要作用。Wang等［17］从2个粳稻品种Ningjing1和Yun2273的杂交后代中分离出稳定的天然突变体CDS1，研究发现CDS1编码水稻的一种环核苷酸门控通道蛋白OsCNGC9，其与分子模式触发免疫（Pattern-triggered immunity，PTI）相关的受体样细胞质激酶OsRLCK185发生物理作用并磷酸化从而激活Ca2+通道活性触发植物免疫响应。

1.2 乙酰化修饰

乙酰化是由组蛋白乙酰转移酶（Histone/Lysine acetyltransferase，HATs）和组蛋白去乙酰化酶（Histone/Lysine deacetylase，HDACs）控制的一种蛋白质修饰类型，主要有N-端乙酰化和赖氨酸乙酰化2种类型。N-端乙酰化是通过结合核糖体的乙酰基转移酶的催化将乙酰辅酶A的乙酰基转移至正在合成的多肽链上，同时除去N-端的甲硫氨酸，通常是不可逆的单向乙酰化修饰类型。赖氨酸乙酰化是通过细胞质酶催化作用在细胞核内组蛋白内部赖氨酸残基上添加乙酰化修饰基团，其通常是可逆的乙酰化与去乙酰化反应过程。

乙酰化修饰主要参与植物光合作用、器官生长发育、胁迫响应等过程。Zhang等［18］通过对普通小麦（Triticum aestivum）品种中国春进行蛋白质乙酰化修饰组学分析，在277个蛋白质上鉴定出416个赖氨酸修饰位点，其中26个乙酰化蛋白参与光合作用和卡尔文循环，并可以调节蛋白质间的相互作用。拟南芥乙酰转移酶GCN5可以与亮氨酸拉链类的转录因子HY5蛋白互作，募集GCN5到光响应基因（PhANGs）和叶绿素合成相关基因（CBGs）的启动子上，诱导H3K9ac及H3K27ac位点处的组蛋白发生乙酰化修饰，进而促进这些基因的表达来增强植物叶绿素的生物合成［19］。对水稻减数分裂时期的花药研究发现，花药中的676个蛋白中具有1354个赖氨酸乙酰化位点，赖氨酸乙酰化蛋白主要参与刺激反应、代谢酶活性、辅因子结合和细胞成分［20］。Xue等［21］在水稻幼苗的866个蛋白质中鉴定出1353个乙酰化位点，其中45%的蛋白定位在叶绿体上，组蛋白H3、赖氨酸27和36的乙酰化水平明显在冷胁迫下增加。当水稻在黑暗和淹水条件下，95%以上的赖氨酸乙酰化标记的蛋白都有赖氨酸巴豆酰化和赖氨酸丁酰化标记，水稻组蛋白赖氨酸乙酰化和酰化的比例受环境和代谢信号的动态调节，这可能是微调表观遗传控制植物适应环境变化的机制［22］。植物被病原体感染会触发宿主细胞内复杂的分子干扰，一些病原体可以直接在宿主细胞内传递编码乙酰转移酶的效应分子，以修饰特定宿主蛋白的乙酰化，如拟南芥HOOKLESS1（HLS1）可以通过靶基因座染色质上的组蛋白乙酰化调节植物对病原体和脱落酸的反应，疫霉菌（Phytophthora）效应因子PsAvh23能够减弱寄主植物组蛋白H3K9的乙酰化修饰，从而使寄主植物防卫基因表达量下降［23］。

1.3 琥珀酰化修饰

琥珀酰化是在研究大肠杆菌中参与蛋氨酸合成第一步的高丝氨酸转琥珀酰酶（Homoserine transsuccinylase，HTS）时发现的，是琥珀酰基供体通过酶学等方式将琥珀酰基团共价结合到赖氨酸残基的过程［24］。在水稻、小麦、茶树（Camellia sinensis）等植物的不同部位、不同生长时期都会表现出琥珀酰化修饰。Meng等［25］在水稻种子鉴定出347个蛋白上的854个琥珀酰化修饰位点，且琥珀酰化修饰蛋白在应激响应、能量代谢、贮存蛋白等功能或通路中存在显著富集，其中在淀粉合成通路中存在大量的琥珀酰化修饰以及其他酰化修饰，证明了琥珀酰化修饰在种子发育的淀粉合成中的重要性。Zhang等［26］对普通小麦赖氨酸琥珀酰化进行分析，发现在173个蛋白质中有琥珀酰化修饰位点330个，修饰后的蛋白质分布在多个亚细胞区室中，参与光合作用和卡尔文循环等多种生物过程。“安吉白茶”中的2132个蛋白质中有3530个赖氨酸琥珀酰化位点，通过对其3个典型发育阶段的比较，发现具有不同琥珀酰化水平的蛋白质主要参与光合作用、碳固定、氨基酸和卟啉的生物合成以及叶绿素代谢［27］。Yuan等［28］在山核桃（Carya cathayensis）中鉴定出202个蛋白质中的259个琥珀酰化位点。对其2个嫁接阶段的比较，发现差异表达的琥珀酰化蛋白主要涉及糖代谢、固碳、氨基酸代谢和植物与病原菌的相互作用。此外，还发现7个具有11个琥珀酰化位点的热休克蛋白，这些蛋白在接枝过程中均呈上调表达。

1.4 糖基化修饰

糖基化是蛋白质分子在特定的糖苷转移酶作用下，以共价键（N-糖苷键或O-糖苷键）形式连接糖基分子形成糖蛋白的过程，主要分为N-连接糖基化、O-连接糖基化、糖基磷脂酰肌醇（Glycosylphosphatidylinositol，GPI）、蛋白聚糖以及O-连接的N-乙酰葡萄糖胺（O-GlcNAc）等几种形式［29］。其中，N-糖基化是最常见的PTM，是蛋白质进入分泌途径的关键［30］。糖基化修饰在植物中参与了信号传递、光合作用、花期调控、细胞壁合成、抗病防御等多种生物学过程。

Ying等［31］在水稻胚中共鉴定出191个独特蛋白的242个糖基化位点，其中N-糖基化通过调节碳水化合物的代谢而参与了胚萌发，且糖基化介导的油菜素类固醇信号（Brassinolide，BR）可能是调控水稻胚萌发的关键机制。Wang等［32］在水稻叶片中发现N-糖基化发生在与多种生物过程有关的蛋白质上，尤其是光合作用和碳代谢。Xing等［33］研究揭示了拟南芥O-GlcNAc糖基化介导表观遗传修饰调控开花的机制，O-GlcNAc转移酶SEC可以直接催化组蛋白甲基转移酶ATX1使其获得O-GlcNAc修饰，并建立组蛋白甲基转移酶的O-GlcNAc修饰参与植物发育过程的新功能。此外，拟南芥UDP-糖基转移酶UGT76F1，可通过生长素的主要前体IPyA糖基化以光和温度依赖性方式调节活性生长素水平来介导下胚轴生长［34］。小黑杨树叶芽和花芽中存在与细胞壁合成、代谢、氧化还原、蛋白水解等多种功能相关的糖基化蛋白，且89%的是N-糖基化修饰［35］。

Chen等［36］对模式病原真菌稻瘟菌营养菌丝、分生孢子以及附着胞各阶段的N-糖基化蛋白进行鉴定和比较，发现355个蛋白中具有559个N-糖基化位点。其可以通过修饰不同类别的靶标蛋白进而协调菌丝、分生孢子以及附着胞分化等不同生物学发育过程。在N-糖基化修饰的靶标蛋白中包含许多参与N-糖基化、O-糖基化以及GPI锚定修饰等过程的关键蛋白，表明3种糖基化修饰之间存在相互协同的现象。同时，GPI锚定可通过影响细胞壁的完整性和逃避宿主免疫识别，促进稻瘟病菌向宿主细胞的渗透［37］。N-糖基化修饰在稻瘟菌致病过程中也发挥着重要功能，可以通过修饰稻瘟菌效应蛋白Slp1来逃避寄主免疫反应［38］。

1.5 泛素化修饰

泛素化是一种常见的蛋白质翻译后修饰，是指一个或多个泛素分子（Ubiquitin）在一系列特殊酶的作用下，将细胞内的蛋白质分类，从中选出靶蛋白分子，并对其进行特异性修饰的过程。其根据连接泛素的数量和方式可分为单泛素化、多泛素化和多聚泛素化。拟南芥中泛素化涉及的蛋白约占总蛋白的5%，在植物的生长过程中发挥着非常广泛而重要的作用［39］。泛素化修饰已被证明参与植物胁迫响应、物质代谢和种子萌发等过程。

研究发现，拟南芥Lys-63（K63）多泛素化修饰依赖于泛素结合酶UBC35/36，并鉴定到13个参与K63多泛素化修饰的E3连接酶及近400个含有K63多泛素修饰的底物蛋白，Romero-Barrios等［40］还以此构建了拟南芥K63多泛素修饰的网络。揭示了K63多泛素修饰通过调控生物及非生物胁迫响应、物质代谢、微管运输、跨膜转运、细胞核转运蛋白、染色体结构和RNA剪切等过程影响拟南芥的生长发育。干旱胁迫下，在茶叶中鉴定出781个蛋白中的1409个赖氨酸泛素化位点，其中12个蛋白中的14个位点上调，91个蛋白中的123个位点下调，表明大量泛素化蛋白参与了茶叶中的代谢途径，包括泛素介导的蛋白水解、儿茶素的生物合成、碳水化合物和氨基酸代谢［41］。He等［42］通过去泛素化酶抑制剂PR-619处理萌芽过程的水稻去皮种子，结果显示PR-619显著提高泛素化修饰水平并抑制种子的萌发，表明泛素化修饰在种子萌发过程中具有重要的生物学功能。Guo等［43］通过研究矮牵牛蛋白质组和泛素组及其之间的关系，发现在乙烯处理16 h后的矮牵牛花冠中共有2270个泛素化位点，其中320个泛素化位点上调，127个泛素化位点下调，表明矮牵牛在乙烯介导的花冠衰老过程中总体泛素化水平增加。

低磷胁迫下，泛素化修饰可以调控植物根系磷转运蛋白PHT1和PHO1活性、稳定性和亚细胞定位，从而调控植物根系在不同磷浓度下的磷转运活动，还可以通过对磷信号通路关键转录因子及其互作蛋白的泛素化修饰来启动或关闭下游磷饥饿诱导相关基因的表达，并通过泛素化或SUMO化修饰来调控植物低磷胁迫下的糖代谢、氮代谢或者激素代谢等过程［44］。Suen等［45］研究了去泛素化酶OTU5在植物根系缺磷胁迫响应中的关键作用，发现OTU5表达缺失促进了植物根毛增加并抑制主根生长，其可能位于植物磷信号调控网络的下游，通过维持氧化还原平衡和染色质结构来参与低磷胁迫下的信号响应。泛素化在植物抗病中也发挥着重要的作用。胡婷丽等［46］总结了有关泛素化在植物抗病反应中的功能及作用机制，认为许多E3泛素连接酶参与调控植物的抗病性，其泛素化靶标蛋白可介导抗病信号途径的传导，甚至一些病原物效应蛋白也在其宿主细胞中起E3泛素连接酶的作用，并以此来干扰植物抗病反应。

1.6 巴豆酰化修饰

Tan等［47］新发现的一种进化保守的酰化修饰——赖氨酸巴豆酰化，主要发生在组蛋白的赖氨酸残基且主要分布在活跃基因的启动子区域或潜在增强子区域的组蛋白上，广泛参与基因的启动、激活与表达，从而调控植物的生理过程。

目前赖氨酸巴豆酰化在水稻、烟草和茶叶等植物中有报道。Liu等［48］在水稻幼苗的690种蛋白质上鉴定出1265个赖氨酸巴豆酰化位点。其中，有51%的赖氨酸巴豆酰化蛋白位于叶绿体，且赖氨酸巴豆酰化修饰的程度与基因区域的基因表达呈正相关。Sun等［49］在烟草中鉴定出2044个巴豆酰化修饰位点，分布在637个蛋白上，其中72个蛋白参与了光合作用以及多个代谢途径，如碳代谢、柠檬酸循环、糖酵解、氨基酸生物合成等。大量的巴豆酰化蛋白通过泛素-蛋白酶体系统参与了蛋白质的生物合成、折叠和降解。Sun等［50］对铵态氮胁迫和恢复供应铵态氮前后的茶树叶片进行蛋白质组分析，发现茶树叶片中的971种蛋白质上存在2288个赖氨酸巴豆酰化修饰位点，其中大多数赖氨酸巴豆酰化修饰蛋白位于叶绿体和细胞质中。与铵态氮缺乏相比，在恢复供应铵态氮3 h和3 d分别有120和151个赖氨酸巴豆酰化修饰蛋白差异表达。对番木瓜果实的整体巴豆酰化修饰蛋白质组分析，发现2120个蛋白质中存在5995个赖氨酸巴豆酰化位点，且主要富集到与抗生素的生物合成、碳代谢、氨基酸的生物合成和糖酵解等代谢通路。此外，研究还发现了40种与氨基酸代谢途径有关的巴豆酰化酶，揭示了其在调节氨基酸代谢中具有潜在的保守功能［51］。

1.7 S-亚硝基化修饰

一氧化氮（NO）是所有生物体内调节多种生物过程的重要信号分子，其主要生理功能是通过蛋白质S-亚硝基化来实现的，S-亚硝基化是具有可逆性的以氧化还原为基础的PTM，是NO基团共价连接至靶蛋白特定半胱氨酸残基的自由巯基从而形成S-亚硝基硫醇（SNO）的过程［52］。S-亚硝基化修饰广泛存在于各有机体中，主要调控植物的生长、免疫反应、胁迫反应、叶绿素代谢及光合作用等多种生物学过程，已成为非生物胁迫响应中传递NO生物活性的主要机制［53］。

Lin等［54］鉴定出水稻中NO累积突变体noe1，发现noe1突变体中蛋白质的S-亚硝基化高低对叶片细胞的死亡程度起到直接性影响作用，说明蛋白质S-亚硝基化修饰对植物叶片细胞的死亡过程有重要影响。对拟南芥进行一系列研究发现，拟南芥细胞抗坏血酸过氧化物酶（Ascorbate peroxidase1，APX1）在半胱氨酸（Cys）-32的S-亚硝基化在胁迫反应期间调节其活性，从而增强植物对氧化损伤的耐受性，在调节免疫反应中也起着重要作用［55］。Hu等［56］在拟南芥的926个蛋白质中鉴定出1195个内源的S-亚硝基化肽，其中在S-亚硝基半胱氨酸残基的两侧有几个含有酸性而非碱性氨基酸残基的基序。这些S-亚硝基化蛋白参与广泛的生物过程，并在叶绿素代谢、光合作用、碳水化合物代谢和应激反应中显著富集。S-亚硝基化在植物某些器官发育中有抑制作用，Gong等［57］通过敲除番茄中S-亚硝基谷胱甘肽还原酶（S-nitrosoglutathione reductase，GSNOR）增加了内源性NO水平和S-亚硝基化，从而提高发芽率、降低光合作用、抑制根和下胚轴的生长，导致果实结实率和产量下降。在能量代谢过程中，鉴定出395个内源性S-亚硝基化蛋白中的554个S-亚硝基化位点，表明GSNOR介导的S-亚硝基化能量代谢在番茄生长发育中起关键作用。

1.8 2-羟基异丁酰化修饰

Dai等［58］首次发现进化上保守的赖氨酸2-羟基异丁酰化，并指出2-羟基异丁酰化在组蛋白中具有很高的发生频率，能够调节DNA缠绕的松紧程度，从而调控基因表达，在生物表观遗传调控上可能发挥重要作用。Yu等［59］研究发现，小立碗藓（Physcomitrella patens）中3001个蛋白质中有11976个2-羟基异丁酰化位点，这些2-羟基异丁酰化修饰的蛋白广泛参与了细胞代谢，并表现出不同的亚细胞定位。Meng等［60］在水稻种子发育过程中有效地鉴定了2512个蛋白中的9916个赖氨酸2-羟基异丁酰化位点，分析表明赖氨酸2-羟基异丁酰化可较好地靶向多种重要的生物过程，包括糖酵解/糖异生、TCA循环、淀粉生物合成、脂质代谢、蛋白质生物合成和加工等。目前，2-羟基异丁酰化在植物方面的研究还比较有限。

1.9 其他修饰类型

目前，对植物PTMs研究还发现了丁酰化、丙酰化、丙二酸化、羰基化、肉豆蔻酰化等新型修饰类型，但这些新型修饰类型在植物上的研究还极少。丁酰化是一种新型的四碳链组蛋白酰化修饰，主要集中在水稻。水稻黑暗和淹水条件下，Lu等［22］发现了4个丁酰化位点（H3K14、H4K12、H2BK42和H2BK134），其可能为植物逆境诱导提供基因平衡，并为乙酰化基因激活提供平台。Liu等［61］研究证明赖氨酸丁酰化主要富集在水稻基因组的基因体区域，尤其是在外显子中，其富集水平与基因表达呈正相关，其可以促进组织乙酰化基因表达。丙酰化是在酰基转移酶的作用下催化丙酰基团共价结合到底物蛋白质赖氨酸残基上的过程。Yang等［62］在集胞藻中发现丙酰化修饰参与光合作用和新陈代谢调控，同时揭示了可逆的丙酰化是一种功能性修饰，集胞藻具有调控光合作用和碳代谢的潜力，这种潜力同样存在其他光合作用有机体中。

2 总结与展望

PTMs在植物体内是普遍发生的，且一个蛋白质会有多种PTMs位点，从而极大地丰富了植物蛋白质的种类和功能。随着特异性蛋白质修饰位点检测、纯化方法和质谱技术的不断进步，近年来，植物蛋白质组中PTMs调控位点的鉴定和定量研究呈指数增长趋势［1］。这些研究大多证明，PTMs广泛参与到植物中以能量代谢为主的多种生理生化过程中。所以研究PTMs对揭示蛋白质的生物学功能和作用机制具有重要的意义。然而，相对于人类、动物和微生物的PTMs鉴定和药物靶向位点开发研究，PTMs在植物中研究相对较少，且主要集中在拟南芥，水稻，小麦等模式植物中，特别是针对多种类型的PTMs以拮抗或组合的方式发挥作用的研究还极少。Cao等［63］研究发现毛泡桐丛枝病发生过程中蛋白质的珀酰化和乙酰化协同发挥重要作用，蛋白质的糖基化和磷酸化修饰相互作用调控小麦的开花过程，而小麦苗期盐胁迫响应也受到蛋白质乙酰化和琥珀酰化修饰的共同调控［64-65］。未来的研究除揭示新的修饰类型外，对植物不同蛋白质修饰类型、修饰位点时空特征、功能关系、调控机制和对蛋白质互作的影响研究是蛋白质修饰组学研究的主要方向。

由于植物体内同时存在各种不同类型PTMs，且PTMs可能具有定位效应，导致功能的激活或失活。因此，无法直接从大规模定量PTMs数据集推断每个PTMs事件的功能相关性。因此，目前，主要通过进行大规模的定量蛋白质组质谱数据获得修饰图谱，再从蛋白质修饰图谱中选取关键调控蛋白进行功能验证。开发新型的蛋白质修饰位点检测和纯化方法，并将定量蛋白质组学技术和靶向蛋白质组学分析等多种技术结合起来，从而快速准确的鉴定出更多PTMs位点，并建立健全不同物种PTMs位点数据库和功能信息库。对于深入揭示PTMs在植物表观遗传调控中的关键功能和作用机制具有重要意义。此外，由于PTMs的普遍性、多样性和复杂性等，对其在整体水平上认识还比较困难，所以对已经发现了的PTMs的作用机理以及生物学意义还有待进一步研究。最终能够为调控植物生长发育以及控制其病害等不同胁迫提供新思路。