木薯(Manihot esculenta Crantz)原产南美洲亚马逊河流域,是一种重要的热带淀粉作物,成为世界热带亚热带地区重要的粮食与经济作物之一。木薯块根产量很高,且淀粉含量高达32%左右。木薯淀粉具有巨大的经济利用价值,因而研究木薯块根膨大发育过程中淀粉合成积累调控的分子机制,对于利用生物工程手段改良木薯品质以及培育高淀粉木薯品种具有重要的意义,在木薯农业生产上也具有一定的指导意义。本研究以华南8号木薯为材料,从蛋白质组学水平入手,系统建立了木薯蛋白质组学技术体系。利用比较蛋白质组学技术对木薯不同发育时期块根蛋白质组进行差异比较分析,探索木薯块根膨大发育过程中蛋白质组的变化规律。着重对整个发育过程中涉及淀粉合成、糖代谢相关蛋白进行分析,以期寻找木薯块根淀粉合成调控的关键蛋白因子。本研究得到以下结果：1、对植后5个月的木薯不同组织部位进行光学显微观察发现：叶片栅栏组织和海绵组织中含有大量蛋白。茎韧皮部及皮层细胞中含有颗粒状蛋白。而须根和块根部位蛋白含量相对较少,尤其是块根木质部。在块根和须根的一些次生韧皮部细胞中可见颗粒状蛋白。在块根次生韧皮部和次生木质部,须根次生韧皮部和次生木质部射线细胞中可见淀粉积累。2、BPP法可以从木薯不同组织部位中提取得到高质量蛋白,满足后续蛋白组学研究,GAP考染法可以获得分辨率高和重复性好1-DE和2-DE图谱,且具有良好的质谱兼容性。简化胶内酶解法酶解效率高,且可以获得杂质少酶解产物,通过质谱技术鉴定出93个蛋白质,从而系统建立起木薯蛋白质组学技术体系及获得木薯不同组织部位的参考图谱。3、对木薯不同发育时期块根进行光学显微观察发现：木薯块根为六原型根。植后2个月左右形成层活动使得次生木质部薄壁细胞的大量分化,根部迅速增粗。植后2个半月左右块根次生韧皮部和次生木质部细胞中开始积累淀粉,并逐渐增多。植后2-6个月是木薯块根快速膨大期。木薯块根整个发育过程中,在皮层组织细胞和外层韧皮部细胞中可见有颗粒状蛋白积累,但在块根发育成熟期,颗粒状蛋白逐渐被降解。4、随着木薯块根的发育,蛋白含量先下降后稍上升,最后趋于稳定,整个后期膨大和成熟过程中蛋白含量变化不大。5、对不同发育时期块根2-DE图谱比较分析,找到154个分离性较好的差异表达蛋白点,经过一级MALDI TOF、二级MALDI TOF/TOF质谱鉴定,其中94个蛋白点得到可信鉴定,对应了80种蛋白。功能分类可以分为11类,其中与碳水化合物转运和代谢,转录后修饰、蛋白质周转和分子伴侣,能量产生和转化三大类功能相关的蛋白占主要部分。6、Blast2Go分析发现,差异表达蛋白主要分布于27条代谢途径中,其中淀粉和蔗糖代谢途径、糖酵解/糖异生途径、氨基糖和核苷糖代谢途径、甲烷代谢途径、谷胱甘肽代谢途径、丙酮酸代谢途径和维生素C代谢途径是较为富集的代谢途径。糖代谢相关代谢途径相对较为活跃,暗示了糖信号调控途径可能在块根发育及淀粉积累过程中起重要作用。7、鉴定了一些与淀粉合成相关的关键酶如AGPase小亚基、淀粉磷酸化酶等,以及一些参与信号转导的多功能蛋白如14-3-3家族蛋白、亲环蛋白等。为进一步通过分子生物学手段揭示这些蛋白在块根发育和淀粉积累调控中所起作用提供了信息。本研究首先建立了木薯不同组织部位的蛋白质组学技术体系,随后系统性比较分析了华南8号木薯块根膨大发育过程中蛋白质组变化规律,为进一步揭示块根发育及淀粉合成积累调控提供了一定的参考信息。