紅麻CMS系P3A及其保持系P3B花藥線粒體差異蛋白質(zhì)組學(xué)研究.pdf

1、細(xì)胞質(zhì)雄性不育(Cytoplasmic Male Sterility, CMS)是高等植物中普遍存在的一種生物學(xué)現(xiàn)象，關(guān)于CMS發(fā)生的分子機理，目前還不是很清楚。很多研究認(rèn)為線粒體是CMS的載體，而蛋白質(zhì)是生物功能的執(zhí)行者，因此，開展線粒體蛋白質(zhì)組學(xué)研究對于揭示細(xì)胞質(zhì)雄性不育的機理具有重要意義。本研究以紅麻細(xì)胞質(zhì)雄性不育系P3A及其保持系P3B為材料，運用雙向凝膠電泳技術(shù)對其雙核期花藥線粒體蛋白質(zhì)組展開研究，對差異蛋白質(zhì)點進行質(zhì)譜鑒定。

2、并針對蛋白質(zhì)組學(xué)的結(jié)果對atp1基因的保守區(qū)進行克隆，獲得了如下結(jié)果:
　　 1.運用IEF/SDS-PAGE雙向凝膠電泳技術(shù)，獲得了紅麻細(xì)胞質(zhì)雄性不育系P3A及其保持系P3B花藥線粒體蛋白質(zhì)的清晰凝膠電泳圖譜，在分子量17-130KDa、等電點3-10范圍內(nèi)，大約可以識別1000個蛋白質(zhì)點，利用ImageMaster2D platinum5.0軟件分析結(jié)果表明:不育系和保持系線粒體蛋白質(zhì)之間存在50個差異點。其中僅在不育系中特

3、異表達(dá)的點7個，僅在保持系中特異表達(dá)的點4個，其他39個為量的差異，其中在不育系中上調(diào)表達(dá)的點23個，在保持系中上調(diào)表達(dá)的點16個。
　　 2.對50個差異蛋白質(zhì)點采用基質(zhì)輔助激光解析電離串聯(lián)飛行時間質(zhì)譜進行肽指紋圖譜分析(MADIL-TOF-TOF-MS)，獲得了28個蛋白質(zhì)點的肽指紋圖譜，并用Mascot軟件在NCBInr綠色植物數(shù)據(jù)庫中比對，成功鑒定出24個蛋白質(zhì)，分別為V-ATP酶B亞基，微管蛋白β-18，微管蛋白α-4

4、，ATP合成酶α亞基，線粒體外膜蛋白，3個蛋白質(zhì)點被鑒定為同一蛋白ATP合成酶F1亞基1，ATP合成酶β亞基，線粒體伴侶蛋白CPN60，過氧化物酶B，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)結(jié)合蛋白2，磷酸甘油酸變位酶，琥珀酸脫氫酶，2個線粒體多肽加工酶β亞基，線粒體多肽加工酶α亞基，蘋果酸脫氫酶，成熟酶K，半胱氨酸富集分泌蛋白38，3個假定蛋白和1個預(yù)測蛋白。這些蛋白質(zhì)點主要涉及到能量代謝等過程，很可能與紅麻細(xì)胞質(zhì)雄性不育的發(fā)生有關(guān)。
　　 3.采用同源克隆的

5、方法，根據(jù)Genbank里其它物種的atp1基因的保守區(qū)設(shè)計特異引物，利用PCR擴增獲得了紅麻細(xì)胞質(zhì)雄性不育系P3A及其保持系P3B的atp1基因1045bp序列。對比發(fā)現(xiàn)，兩者之間的差異不大，只有7個堿基不同，分別為P3A在第3位處由A→G，第58、616、1002位由C→T，第685位由T→C，第786、971位由G→A;而P3B則在第21位處缺失了1個堿基C和在1010位處缺失了1個堿基G，同源性達(dá)到99.14％。半定量RT-PC