空間飛行引起水稻株高突變體蛋白表達(dá)的遺傳性及易感蛋白質(zhì)分析.pdf

1、空間環(huán)境能夠引起植物種子的遺傳變異,這些突變可以發(fā)生在當(dāng)代,而且能夠遺傳給后代。這些誘變的特點(diǎn),被認(rèn)為是航天誘變育種的優(yōu)勢。本實驗室在以往的研究中,發(fā)現(xiàn)空間飛行可以引起水稻當(dāng)代突變,且通常是株高的突變。為研究空間飛行引起當(dāng)代水稻種子的變異機(jī)理,我們分析了這些突變株的基因組多態(tài)性和基因組甲基化改變的特征。結(jié)果表明,空間飛行引起當(dāng)代植株突變的基因組和基因組甲基化改變,明顯高于當(dāng)代未出現(xiàn)明顯突變的空間飛行植株。盡管表型未見明顯突變的植株其基因

2、組和基因組甲基化改變也明顯高于對照組。有意思的是,這些基因組變化率與基因組甲基化改變成正相關(guān)?；蚪M突變位點(diǎn)和基因組甲基化序列分析也表明,空間飛行對基因組的改變往往發(fā)生在基因組的重復(fù)序列區(qū)域,其基因組甲基化改變卻易發(fā)生在正常表達(dá)基因的編碼區(qū)。我們知道基因組甲基化對于調(diào)控基因組的表達(dá)有著至關(guān)重要的作用。水稻的基因組正常表達(dá)基因的編碼區(qū)甲基化的改變,會直接影響到基因組的表達(dá),從而引起蛋白質(zhì)組改變。
　　 因此,為進(jìn)一步挖掘?qū)臻g環(huán)境

3、易感蛋白質(zhì)變化的機(jī)制,本論文研究了神舟六號飛行誘變的珍珠紅水稻兩株當(dāng)代表型變化的植株(MSP4和MSP10)和未出現(xiàn)明顯表型變化水稻植株的蛋白質(zhì)表達(dá)譜特征,分析其上下調(diào)蛋白質(zhì)的特點(diǎn),發(fā)現(xiàn)與以往研究的結(jié)果相似,下調(diào)的蛋白質(zhì)多于上調(diào)的蛋白質(zhì),并且突變株的蛋白質(zhì)表達(dá)譜與對照組的比較其差異明顯大于非表型突變株。對于發(fā)生表達(dá)改變的Rubisco活化酶,推測的33 kDa光系統(tǒng)Ⅱ放氧蛋白質(zhì),推測的光和反應(yīng)中心Ⅳ,半胱氨酸合成酶A以及S-類核糖核酸酶

4、同源物在當(dāng)代和后代的變化特點(diǎn)的研究,發(fā)現(xiàn)這些變化蛋白質(zhì)除Rubisco活化酶外,都能穩(wěn)定遺傳給后代。這些特點(diǎn)與基因組甲基化改變趨勢相似。這個變化特點(diǎn)預(yù)示,空間飛行對水稻當(dāng)代突變株的誘發(fā),可能是通過改變基因組的甲基化,從而影響功能蛋白質(zhì)的表達(dá)所致。比較分析在珍珠紅水稻兩株當(dāng)代表型變化的植株(MSP4和MSP10)上出現(xiàn)表達(dá)量改變的蛋白質(zhì)在M2代表達(dá)情況,發(fā)現(xiàn)Rubisco活化酶在M1代上調(diào)表達(dá),在M2代下調(diào)表達(dá)；推測的33 kDa光系統(tǒng)Ⅱ