小麥抗白粉病基因Pm21抗病差異的蛋白質(zhì)組學(xué)研究.pdf

1、小麥(Triticum aestivum L.)是現(xiàn)今世界上最重要的糧食作物之一，其產(chǎn)量和品質(zhì)極易受細(xì)菌、真菌、病毒等病害影響。在小麥病害中，白粉菌(Blumeria graminis　f.sp. tritici, Bgt)引起白粉病發(fā)生范圍最廣、對(duì)產(chǎn)量影響較大。Pm21基因是中國(guó)學(xué)者發(fā)現(xiàn)的廣譜抗白粉病基因，該基因位于簇毛麥(Haynaldia villosa 2n=2x=14，VV)6V染色體短臂，通過(guò)染色體添加、代換和易位轉(zhuǎn)入普通小

2、麥中，對(duì)國(guó)內(nèi)目前所有侵染小麥的白粉菌生理小種表現(xiàn)免疫。 本研究利用白粉病敏感(百農(nóng)3217)和對(duì)白粉病免疫(W2132，攜帶抗病基因Pm21)的兩個(gè)小麥近等基因系，對(duì)小麥白粉菌侵染后的葉片進(jìn)行差異蛋白質(zhì)組學(xué)研究，了解小麥Pm21基因?qū)Π追鄄〉目剐詸C(jī)制，獲得重要的抗病蛋白或基因，這將有利于基因分離和基因轉(zhuǎn)化，為利用生物工程技術(shù)提高小麥抗病能力奠定基礎(chǔ)，對(duì)實(shí)現(xiàn)小麥高產(chǎn)、抗病分子育種具有十分重要意義。 獲得的主要結(jié)果如下：

3、 1.優(yōu)化了小麥葉片蛋白質(zhì)組學(xué)雙向電泳技術(shù)，建立了適合本實(shí)驗(yàn)室的蛋白質(zhì)組試驗(yàn)體系：加入10％PVPP研磨小麥葉片；增加除離子步驟，電壓至500V，可以延長(zhǎng)時(shí)間4h;在水化液中加入4％DTT;調(diào)整APS和TEMED的用量分別為0.08％和0.04％，增加抽氣步驟等。 2.獲得了分離清晰、蛋白點(diǎn)含量多的電泳膠圖。經(jīng)蛋白雙向電泳，CBB染色和ImageMasterTM 2D Platinum軟件分析，pH 3～10雙向電泳膠圖中檢

4、測(cè)出400多個(gè)蛋白質(zhì)點(diǎn)，pH 4～7膠圖中檢測(cè)出約1100個(gè)蛋白質(zhì)點(diǎn)。 3.經(jīng)過(guò)雙向電泳分離，在感病和抗病材料中檢測(cè)出具有顯著性差異的蛋白點(diǎn)56個(gè)，對(duì)差異超過(guò)1.5倍的16個(gè)蛋白質(zhì)點(diǎn)進(jìn)行質(zhì)譜(MALDI-TOF-MS)分析和數(shù)據(jù)庫(kù)檢索，鑒定出13個(gè)差異蛋白質(zhì)，并對(duì)其進(jìn)行功能分析，其中Spot 3鑒定為Rubisco活化酶，Spot 12為RubiscoSSU，與能量代謝相關(guān)；Spot 1為氧化還原酶，Spots 4、13均屬于脯

5、氨酸富集蛋白家族，與防衛(wèi)相關(guān)；Spot 11屬于類(lèi)型II轉(zhuǎn)位因子，與基因調(diào)控相關(guān)；Spots 7、15屬于脫水蛋白，與蛋白質(zhì)穩(wěn)定相關(guān)；Spot 14屬于一類(lèi)核糖體蛋白L34，與脅迫調(diào)節(jié)相關(guān)。 4.經(jīng)過(guò)質(zhì)譜鑒定出一種重要的、與抗病相關(guān)的候選差異蛋白--脯氨酸富集蛋白(PRP)。通過(guò)功能分析證明，PRP蛋白屬于一種組成表達(dá)蛋白，可以促進(jìn)葉片木質(zhì)化和細(xì)胞壁變厚，在Pm21基因應(yīng)對(duì)白粉病菌侵染時(shí)，起重要作用。目前我們利用RT-PCR技術(shù)