这篇文档属于类型a，即报告了一项原创性研究的学术论文。以下是针对该研究的学术报告：
该研究的主要作者包括Shunxi Wang、Zan Chen、Lei Tian、Yezhang Ding、Jun Zhang、Jinlong Zhou、Ping Liu、Yanhui Chen和Liuji Wu。研究机构包括河南农业大学的河南省粮食作物协同创新中心、河南省粮食作物生理生态与遗传改良重点实验室、加州大学圣地亚哥分校细胞与发育生物学系，以及河南省农业科学院谷物作物研究所。该研究于2019年发表在《Plant Biotechnology Journal》期刊上。
该研究的主要科学领域是植物生物学与病原体互作，特别是玉米与南方锈病（Southern Corn Rust, SCR）的抗性机制。南方锈病是由真菌Puccinia polysora引起的，广泛发生在温带和热带地区，对玉米产量造成严重损失。尽管已有研究发现了与玉米抗病相关的数量性状位点（QTL），但具体的抗病基因尚未被克隆或鉴定。因此，本研究旨在通过比较蛋白质组学分析，鉴定与SCR抗性相关的候选蛋白，并阐明其分子机制。
研究流程包括以下几个主要步骤：
实验材料与接种
研究使用了两个玉米自交系：抗病的P178和感病的LX9801。植株在温室中生长至4-5叶期后，接种P. polysora孢子溶液。对照组使用模拟接种缓冲液。接种后，分别在0、2、4、6、8、10、12和14天采集叶片样本，用于后续分析。
蛋白质提取与iTRAQ标记
从接种和模拟接种的叶片中提取总蛋白质，使用iTRAQ（isobaric tags for relative and absolute quantitation）标记技术进行定量蛋白质组学分析。每个实验组设置三个独立的生物学重复。
液相色谱-质谱联用分析
使用Q Exactive质谱仪与Easy-nLC系统进行液相色谱-质谱联用（LC-MS/MS）分析，鉴定和定量蛋白质。
数据分析与功能注释
使用Mascot搜索引擎对质谱数据进行数据库搜索，鉴定差异积累的蛋白质。通过GO（Gene Ontology）和KEGG（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes）数据库进行功能注释和通路富集分析。
ZmREM1.3基因的表达分析与亚细胞定位
通过qRT-PCR分析ZmREM1.3基因在不同组织中的表达模式，并构建ZmREM1.3-GFP融合蛋白载体，进行亚细胞定位实验。
转基因植株的构建与表型分析
将ZmREM1.3基因插入到玉米基因组中，构建转基因植株。通过Western blot验证ZmREM1.3蛋白的表达，并观察转基因植株对P. polysora的抗性表型。
激素与防御基因表达分析
检测转基因植株中水杨酸（SA）和茉莉酸（JA）的含量，并分析防御相关基因的表达水平。
差异蛋白质组学分析
在抗病和感病玉米系中分别鉴定到1489和1035个差异积累的蛋白质。抗病系中ZmREM1.3蛋白的丰度显著增加，而感病系中则显著降低。
ZmREM1.3的表达与定位
ZmREM1.3基因在玉米的各个组织中均有表达，且在抗病系中受P. polysora感染后表达上调。亚细胞定位实验显示ZmREM1.3蛋白定位于细胞膜。
转基因植株的抗病性
过表达ZmREM1.3的转基因植株表现出对P. polysora的增强抗性，而ZmREM1.3突变体植株则表现出更高的感病性。
激素与防御基因的作用
转基因植株中SA和JA的含量显著增加，且防御相关基因（如AOS、HPL、ECA和PR4）的表达水平显著上调。
该研究表明，ZmREM1.3通过调控SA/JA介导的防御信号通路，正向调节玉米对P. polysora的抗性。这一发现为理解玉米与病原体的互作机制提供了新的见解，并为培育抗病玉米品种提供了潜在的遗传资源。
首次大规模蛋白质组学分析
该研究首次对玉米与P. polysora互作的分子机制进行了大规模蛋白质组学分析，鉴定出多个与抗病相关的差异积累蛋白质。
ZmREM1.3的功能鉴定
该研究首次证实了ZmREM1.3在玉米抗病中的重要作用，并阐明了其通过SA/JA信号通路调控抗病性的分子机制。
转基因植株的应用潜力
过表达ZmREM1.3的转基因植株表现出显著的抗病性，为玉米抗病育种提供了新的遗传资源。
该研究还探讨了光合作用和氨基酸代谢在玉米抗病中的变化，发现抗病系通过保护光合作用机制维持了较高的光合效率，而感病系则表现出光合作用的下调和氨基酸代谢的增强。这些结果为理解植物抗病的代谢调控提供了新的视角。
该研究通过结合蛋白质组学、遗传学、生化和生理实验，系统阐明了ZmREM1.3在玉米抗病中的关键作用，具有重要的科学和应用价值。