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小麦、玉米CMS及相应保持系细胞器蛋白质组研究

张维佳  
【摘要】: 本工作以小麦、玉米细胞质雄性不育系及其保持系为材料,利用2D-PAGE和生物质谱技术,对小麦叶片在不同发育时期的叶绿体蛋白质组和玉米的不同组织在不同发育时期的线粒体蛋白质组进行了研究。 对小麦农大3237A、小偃6号A同质异核CMS及相应保持系不同发育时期(苗期、分蘖期、拔节期、孕穗期)叶绿体蛋白质组进行比较分析,发现2套CMS与相应保持系间,叶绿体蛋白质组除小偃6号A、B间在孕穗期存在差异外,其余各发育期均无明显差异。但在2套同质异核CMS间,叶绿体蛋白质差异明显,如苗期有2个蛋白质斑点(pI5.4/34kDa、pI5.4/32kDa)、孕穗期有6个蛋白质斑点(pI5.4/80kDa、pI5.4/65kDa、pI5.4/60kDa、pI5.4/48kDa、pI5.4/40kDa、pI5.4/35kDa)存在于小偃6号A中,在农大3237A中不存在;pI6.3/18kDa存在于农大3237A苗期,在小偃6号A中不存在;pI6.8/28kDa在农大3237A中具有明显发育变化,在苗期、分蘖期、拔节期存在,孕穗期消失,而在小偃6号A中,这个斑点在不同发育时期始终存在。本实验表明,叶绿体蛋白质组可能与CMS特性无关;但在CMS中,不同的细胞核背景可明显影响叶绿体蛋白质组分;核-质关系远缘的CMS中,不育系、保持系间叶绿体蛋白质组差异更为明显。 对玉米T型细胞质雄性不育(T-CMS)及其相应保持系的叶片(苗期、拔节期、孕穗期),胚轴,胚根和花药(花粉母细胞减数分裂期、花粉粒小孢子单—双核期)的线粒体蛋白质组中的差异蛋白进行分析。PDQuest 2D图象软件分析表明,苗期叶片约有350个蛋白质斑点,胚轴和胚根中可识别出150-200个线粒体蛋白质斑点,花药中约有150个斑点。利用MALDI-TOF-MS方法,运用软件和数据查询,对T-CMS与相应保持系中存在的差异蛋白进行归属鉴定,在T-CMS中存在,保持系中缺失的线粒体蛋白质有:r40cl protein(胚轴中),mature anther-specific protein,DNA-directed RNA polymerase 23kD submit,ribosomalprotein L5,putative polyprotein和T-CMS中缺失的glutathione S-transferase,signal transduction inhibitor。其中T-CMS与相应保持系间,线粒体蛋白质组呈现出差异的组织有胚轴、胚根和小孢子单—双核期。叶片的不同发育时期线粒体蛋白质组呈现明显变化,但T-CMS与保持系间没有差异。在小孢子单核—双期,T-CMS与保持系间线粒体蛋白质组出现明显差异,线粒体蛋白质组出现变异的时期与花粉败育时期相一致。


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