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桑雌花发育相关蛋白质组的研究

陈媛媛  
【摘要】:果桑栽培已经成为现代蚕桑产业发展的新领域,有关桑雌花与桑椹生长发育的研究也因此受到越来越多的关注。为了探讨桑树雌花发育及其调控的分子机理,本研究以果桑品种“大10”和“SG01”为试验材料,使用差异蛋白质组学研究技术,分析了不同开花期的雌花、雌花不同部位、以及不同品种雌花和成熟桑椹蛋白质的表达特征,鉴定获得了桑雌花发育相关的差异蛋白组分,并分析了差异表达蛋白质的功能,主要研究结果如下: (1)采用SDS-PAGE和质谱技术,对“大10”不同开花期雌花的蛋白质进行了分离,结果检测到了差异表达的蛋白质组分;在SDS-PAGE分析的基础上,进一步采用双向电泳和质谱技术进行分析。结果表明,随着雌花的开放,蛋白斑点数目呈现先增加后减少的变化趋势,即盛花期检测到的蛋白斑点数最多,为471±4个,始花期和末花期分别检测到蛋白斑点数为450±15和446±14个。从雌花蛋白质2-DE凝胶中,选取25个分离清晰的差异表达蛋白质进行质谱分析,结果成功鉴定了其中的21个组分。通过生物学分析,这些蛋白组分在转录和翻译、细胞代谢、氧化还原、细胞构成、植物应答防御等生命活动过程方面的差异表达与桑树雌花的正常开放关系密切。 (2)采用双向电泳和质谱技术对“大10”盛花期雌花的花柱(带柱头)、子房两个不同部位的蛋白质组分进行了分离和鉴定。结果表明,桑雌花不同部位的蛋白质表达谱存在着显著差异,从蛋白质2-DE凝胶中,选取28个分离良好的差异表达蛋白质进行质谱分析,结果成功鉴定了其中的26个。通过生物学分析,这些蛋白组分主要涉及胁迫应答反应、次生代谢途径、氧化还原反应以及蛋白质的生物合成和代谢等。说明桑树花器官不同部位蛋白组分的差异表达可能与花粉萌发、花粉管生长或其它异源物质的侵入密切相关。 (3)以两个果桑品种“大10”和“SG01”为材料,采用双向电泳技术对授粉后雌花和成熟桑椹的蛋白质组分进行了分离。结果表明,不同品种间授粉后的雌花蛋白质表达存在较大差异。从品种间差异表达在2倍及2倍以上的斑点中,选取13个表达量较多且分离良好的蛋白质进行质谱分析,结果成功鉴定了其中的9个。通过生物信息学分析,这些蛋白组分参与了蛋白的合成与分解代谢、氨基酸代谢、糖代谢以及植物抗逆等。其次,不同品种间成熟桑椹的蛋白质表达谱存在着极显著差异,从品种间特异表达的蛋白斑点中选取20个表达量较多且分离良好的蛋白质进行质谱分析,5个获得成功鉴定。通过生物信息学分析,这些蛋白组分主要涉及植物应答反应、细胞构成、蛋白的合成与分解代谢等。研究结果说明不同果桑品种间发育相关蛋白质组的表达存在差异,并且从雌花发育到果实成熟的过程中,品种间的差异变得更为显著。 综上所述,桑雌花发育过程中涉及到多种蛋白质的差异表达,这些蛋白功能分别涉及基因的转录和翻译、物质与能量代谢、氧化还原反应、细胞构成及应答反应等多种生命现象,对桑花器官、桑椹发育及其调控具有积极意义,为开展果桑分子育种研究提供了新的信息。


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