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T型小麦细胞质雄性不育和可育株总水溶性差异蛋白质研究

朱宏  
【摘要】: 本研究利用改进的蛋白质聚丙烯酰胺凝胶双向电泳技术,从发育遗传学的角度,对小麦T型细胞质雄性不育和可育株的不同器官及不同发育时期表达相关的蛋白产物进行了差异分析。结果如下: (1)利用育性恢复基因(Rf3)的近等基因系1031-1与S-165本身和1031-1与S-165之间的正交与反交,创建了四个实验品系;除育性恢复基因的座位不同外,这四个品系核遗传背景十分相似,可以排除其他基因的干扰。从发育遗传学的角度研究四个实验品系不同器官(幼穗及旗叶组织)在相同发育阶段(减数分裂时期和减数分裂后单核-双核时期)在T型细胞质与B型细胞质背景下,Rf3或rf3基因产物决定的相关蛋白质组分的差异,通过这些差异的比较,初步确定与雄性不育和育性恢复产生过程相关表达的蛋白质。 (2)在各实验品系的幼穗之间蛋白质表达存在差异。从幼穗中分离出减数分裂阶段与雄性不育相关的蛋白质112.621 kD、104.588kD、98.305kD(a)、98.305kD(b)、88.245kD、60.573、kD、59.561kD、54.132kD、44.727kD、36.400kD、28.97kD、25.506 kD:以及与维持育性相关的蛋白质:45.140 kD、38.226kD、35.851 kD、36.630 kD、33.095 kD、30.364kD;在减数分裂后单核-双核时期分离出了与雄性不育相关的蛋白质:95.215kD、83.396 kD;与育性维持相关的蛋白质:42,402kD及39.180kD。预示着导致小麦T型细胞质雄性不育与恢复过程发生的个体发育基因表达调控应该主要是在减数分裂或减数分裂前阶段而不是减数分裂后单核时期,即与育性相关的基因表达明显地具有个体发育特异时间次序。 (3)通过对旗叶蛋白的双向电泳分析,发现4个品系(不育品系、1031-1、S-165、反交品系)在减数分裂时期和单核-双核时期凝胶上有相同的蛋白质双向电泳图谱。没有穗中与不育及育性恢复相关蛋白质的表达。从蛋白质水平上证实了不育基因与恢复基因表达具有器官特异性特征。 (4)经多次重复建立了适合小麦幼穗与旗叶蛋白质的双向电泳方法。特别是改进了蛋白质聚丙烯酰胺凝胶双向电泳的双胺银染方法,其灵敏度高、背景影响接近于零;并对双胺银染方法机理进行分析。 (5)根据实验结果并结合前人的经验,充分考虑个体发育遗传的自身特点,提出了利用大量稳定表达的管家基因的表达产物和在个体发育的特定阶段特异性大量稳定表达的蛋白作为天然分子量标记,分别确定了7个在幼穗及旗叶减数分裂和减数分裂后单核-双核均能稳定表达蛋白质的分子量,并且绘制了这些表达蛋白的凝胶图谱。在前人 东北农业大学农学博士学位论文 一 的研究结果的基础上,推算出更精确的蛋白质分子量的实用计算公式。并确定其中两 个常数的数值,P-6.5057D13.099。


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