玉米溫敏自交不親和系HE97花絲與花粉的差異蛋白組分析.pdf

1、自交不親和性在研究細(xì)胞信號傳導(dǎo)和雜種優(yōu)勢利用中有重要意義,是植物分子生物學(xué)和遺傳育種的一個(gè)熱點(diǎn)領(lǐng)域,目前這一現(xiàn)象的分子機(jī)制知之甚少,研究主要集中在自交不親和基因的精細(xì)定位和圖位克隆方面。HE97是一種玉米溫敏自交不親和材料,它在不同溫度生態(tài)條件下存在親和性的轉(zhuǎn)換。前期研究證明HE97親和性轉(zhuǎn)換的敏感時(shí)期是雄穗小花分化期(雌穗生長錐伸長期),主要受日最低溫度的影響,其親和性轉(zhuǎn)換的溫度區(qū)間為20-24℃。當(dāng)最低溫度低于20℃時(shí)表現(xiàn)不親和,最

2、高溫度高于24℃時(shí)表現(xiàn)親和。
　　 本研究在前期研究的基礎(chǔ)上,于2008年4月19日至2008年6月10日,在河南農(nóng)業(yè)大學(xué)科教園區(qū)對HE97進(jìn)行分期播種,每期材料雄穗散粉和雌穗花絲抽出3-4厘米后取樣自交,選擇親和與不親和的兩期材料分別提取花粉和花粉總蛋白,利用蛋白質(zhì)雙向電泳和質(zhì)譜技術(shù)分析鑒定親和性轉(zhuǎn)換前后花絲與花粉差異表達(dá)蛋白質(zhì)。本研究的主要結(jié)果如下:
　　 1.不同播種期內(nèi)HE97的雄穗均能正常散粉,雌穗均能正常吐絲

3、,但不同時(shí)期HE97自交果穗的結(jié)實(shí)性卻存在顯著的差異。該結(jié)果與前人觀察結(jié)果一致。
　　 2.以花絲為材料,比較了三種不同蛋白質(zhì)提取方法三氯乙酸/丙酮法、酚提取法和改良的酚提取法對雙向電泳結(jié)果的影響,并在蛋白質(zhì)上樣量、等電聚焦條件及SDS-PAGE凝膠濃度等方面進(jìn)行了探索與優(yōu)化。結(jié)果表明,與酚提取法及改良的酚提取法相比,采用三氯乙酸/丙酮提取法提取蛋白質(zhì)操作簡便,所得的雙向電泳圖譜蛋白質(zhì)點(diǎn)數(shù)較多,圖譜背景也比較清晰。
　　

4、 3.利用蛋白質(zhì)雙向電泳技術(shù)對玉米溫敏自交不親和系HE97花絲與花粉不同親和條件下進(jìn)行了蛋白圖譜分析。結(jié)果表明,大部分蛋白質(zhì)集中分布在pH4～7區(qū)域內(nèi),花粉中發(fā)現(xiàn)有340個(gè)蛋白質(zhì)點(diǎn),花絲中670個(gè)蛋白質(zhì)點(diǎn)。有9個(gè)蛋白質(zhì)點(diǎn)在不同親和階段表現(xiàn)差異,其中P2蛋白點(diǎn)是僅在不親和花粉中表達(dá),P1蛋白質(zhì)點(diǎn)在不親和花粉中下調(diào)表達(dá)；S1、S2、S7蛋白點(diǎn)僅在不親和花絲中表達(dá),S4、S5蛋白點(diǎn)僅在親和花絲中表達(dá),S6蛋白點(diǎn)在不親和花絲中上調(diào)表達(dá),S3蛋白

5、點(diǎn)在親和花絲中上調(diào)表達(dá)。
　　 4.利用二級質(zhì)譜(LC/ESI-MS/MS)和蛋白數(shù)據(jù)庫分析鑒定差異蛋白,對9個(gè)差異表達(dá)蛋白點(diǎn)進(jìn)行鑒定,共得到7個(gè)不同的蛋白序列,其中2個(gè)與信號傳導(dǎo)有關(guān)。
　　 5.克隆了P1和S7兩個(gè)自交不親和相關(guān)基因,其中候選基因P1與自交不親和植物麝香百合名為L1ANK的全長cDNA序列相似性很高,L1ANK的短暫沉默或過度表達(dá)與花粉萌發(fā)或花粉管生長密切相關(guān)；基因S7推測的蛋白在傳遞細(xì)胞生長分化信號