小麦是重要的全球粮食来源，受气候变化威胁，产量最大化、改善加工和营养品质迫在眉睫。人们已经进行了大量的研究，以了解面筋蛋白的组成和结构与最终用途质量的关系，但进展却停滞不前。
1.小麦及其品质的重要性
据估计，到2030年，全球小麦消费量将从7.49亿吨(2018 - 2020年平均水平)增至8.35亿吨。除了全球人口增长之外，中国等人口大国正从植物性食品向动物性食品过渡，进一步增加了对粮食作为饲料的需求。尽管全球产量总体上与需求保持同步，但疾病、干旱和其他环境作物歉收的压力继续在世界各地造成区域性粮食短缺。尽量减少农业对生态的影响以及最大化现有耕地生产力的迫切需求推动了更好的粮食品种的发展。随着可开垦农田的减少，以及气候变化对全球气候模式的持续压力，这种需求只会增加。小麦的多功能性源于小麦面粉与水混合时形成粘弹性面团的独特能力。小麦品质改良可分为两大类：植物的农艺改良(如抗病性、耐旱性或产量)或种子的商业改良(如种子蛋白质、面粉产量、流变学特性或特定食品的效用)。这篇综述的目的是考虑蛋白质组学应用于后者的进展，并确定目前文献中出现的未探索或较为薄弱的领域。本讨论包括对植物组学研究中常见的几个关键问题的简要总结。2. 蛋白质组学在小麦品质研究中的应用
作者通介绍了： 亚细胞蛋白质运输和聚合物沉积的“大局”，转录后修饰（Post-Translational
Modifications，PTMs）及其生物学背景，麸质强度相关的蛋白质，未鉴定的蛋白质和牵强的功能注释，面筋蛋白的蛋白质组学等在小麦品质研究中的应用。在组学分析中，由于所测肽段的限制，许多蛋白质会因一个肽段而不同，而大多数匹配的肽段会与几十种蛋白质相匹配。这给小麦品质相关的蛋白研究带来了挑战。
图1禾本科(大麦)种子胚乳发育中的亚细胞蛋白质运输。囊泡运输是由细胞骨架(肌动蛋白、微管蛋白)和运输介质(COP1亚单元HvSNF7；转运相关HvSNF7蛋白所需的内体分选复合体)。内质网保留后，核糖体布满蛋白体(PB)出芽，并合并成大型电子不透明的液泡蛋白储存囊泡(PSV)，如图右下图所示。蓝色的多泡蛋白小体(MVB)显示了高尔基介导的转运(包括8CM序列)，在较大的PSV中形成铝内蛋白小泡(ILVs)。
3. 从凝胶法到液相色谱完整的面筋蛋白鉴定
机遇与挑战并存。上述挑战在不同程度上与所有现有的植物蛋白质组学研究有关，因此解决这些问题也有利于所有将来的研究。基于凝胶的方法仍然是小麦和硬粒中面筋蛋白分型的标准方法，因为这种方法成本低且已建立。基于凝胶的方法的主要限制是低分子量的分辨率(数百个Da)、凝胶的可变性、缺乏可用的通用标准来控制实验室间的差异、低定量能力(至少1D)和缺乏二级数据(如MS片段)来确认鉴别。反观Data-Indirect (DIA)蛋白质组学分析的优势在于尽可能多识别蛋白。而Top-down proteomics技术适用于同时测定蛋白质产物所有不同的分子形式，包括由于遗传变异、交替剪接的RNA转录本和翻译后修饰而产生变化的蛋白。通过配合使用不同的分析技术，从而鉴定出不同的小麦面筋蛋白。总的来说，对于小麦品质的研究难点在于科研人员需要且无法对功能完整的麦谷蛋白聚合物进行生物化学表征，从而使其与质量相关，这就需要减少单体亚基，这会丢失面粉实际使用情况的信息。虽然个别面筋蛋白可能对面筋品质产生正面或负面的影响，但决定面筋粘弹性的是这些蛋白的总和、它们的相对和绝对表达、它们的亚细胞运输、面筋蛋白聚合物的数量和大小以及不同类别面筋蛋白的比例。在种子成熟过程中，面筋蛋白的亚细胞运输仍然不完全清楚，有证据表明这存在多条途径，使得蛋白质的组成或时间目的地不同。在胚乳细胞经历程序性细胞死亡时，蛋白质如何运输并不清楚。研究表明高尔基体在开会后12天左右消失，但蛋白质填充至少持续到开花后的第25天。调节细胞活动的时间必然会影响蛋白质沉积，进而影响面筋的强度和功能。现有的和新兴的蛋白质组学技术，如蛋白质形态谱分析和Top-down proteomics技术，为研究面筋蛋白组成提供了新的工具，并确定可以改进面筋结构和功能的组成模式。原文链接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0176161722001298
小麦族多组学网站：http://wheatomics.sdau.edu.cn
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