小麥T型不育系及其保持系花藥電鏡觀察和全蛋白的iTRAQ分析.pdf

1、為了更深入探討T型小麥細(xì)胞質(zhì)雄性不育敗育的機(jī)理，本實(shí)驗(yàn)以T型不育系(T冀5418)及其保持系（冀5418）為材料，利用iTRAQ技術(shù)對(duì)其花藥全蛋白進(jìn)行相對(duì)定量分析，并對(duì)差異蛋白進(jìn)行質(zhì)譜鑒定、GO注釋、COG注釋、Pathway代謝通路注釋、GO富集分析、Pathway富集分析，結(jié)合花藥絨氈層細(xì)胞的透射電鏡觀察，探討絨氈層及其線粒體降解的動(dòng)態(tài)變化，明確引起雄性不育的主要代謝過(guò)程。為T型雄性不育的應(yīng)用提供理論依據(jù)。得到的結(jié)果如下:
　

2、　1、花藥絨氈層細(xì)胞降解過(guò)快是引起T型小麥敗育的可能原因。經(jīng)透射電鏡觀察發(fā)現(xiàn)，單核期可能不是T型不育系敗育的開始時(shí)期而是其大量敗育的時(shí)期。T-CMS敗育的主要原因是絨氈層溶解過(guò)快，不能持續(xù)給小孢子供能。
　　2、差異蛋白基本鑒定信息結(jié)果統(tǒng)計(jì)。單核期、二核期差異蛋白質(zhì)的相對(duì)分子量主要在10-100kDa之間，肽段長(zhǎng)度分布以主要在12個(gè)氨基酸以內(nèi)的蛋白質(zhì)為主，占總差異蛋白的99.25％，且蛋白數(shù)量隨著肽段長(zhǎng)度的增加而減少，肽段序列覆蓋

3、度主要在5％-25％之間，特異肽段數(shù)量分布以10個(gè)氨基酸以內(nèi)的蛋白質(zhì)為主，占總差異蛋白的97.49％。
　　3、二核期差異蛋白數(shù)量比單核期差異蛋白數(shù)量略高。iTRAQ相對(duì)定量結(jié)果表明，單核期的差異蛋白共有402個(gè)，上調(diào)蛋白222個(gè)，下調(diào)蛋白180個(gè);分別比二核期少53個(gè)、17個(gè)、36個(gè)。
　　4、 T型細(xì)胞質(zhì)雄性不育是核質(zhì)互作影響的結(jié)果。對(duì)差異蛋白進(jìn)行GO注釋，發(fā)現(xiàn)差異蛋白主要分布在細(xì)胞（細(xì)胞內(nèi)、細(xì)胞膜）上，線粒體、葉綠體上

4、也存在差異蛋白，暗示T型細(xì)胞質(zhì)雄性不育是核質(zhì)互作影響的結(jié)果。差異蛋白的分子功能主要以具有催化活性和結(jié)合功能為主，差異蛋白參與的生物功能主要是細(xì)胞代謝。
　　5、能量不足會(huì)引起小孢子敗育。經(jīng)COG注釋發(fā)現(xiàn)，差異蛋白中，通用功能所占的比例最高，在敗育的關(guān)鍵期-單核期，與能量的產(chǎn)生和轉(zhuǎn)化有關(guān)的差異蛋白所占的比例也較高，而這種差異在二核期相對(duì)較低，這表明在敗育的關(guān)鍵期由于能量的產(chǎn)生與轉(zhuǎn)化出現(xiàn)能量供應(yīng)不足，造成小孢子發(fā)育過(guò)程中，由于能量不足

5、，使其發(fā)育受阻，引起敗育。
　　6、磷酸戊糖途徑可能是T型不育敗育的關(guān)鍵。對(duì)差異蛋白進(jìn)行Pathway富集分析以后，發(fā)現(xiàn)磷酸戊糖途徑是小麥細(xì)胞質(zhì)雄性不育敗育的關(guān)鍵。磷酸戊糖非氧化階段存在四種關(guān)鍵酶:果糖-二磷酸醛縮酶、轉(zhuǎn)醛醇酶、核糖-5-磷酸異構(gòu)酶A、葡萄糖磷酸變位酶均發(fā)生了下調(diào)。還發(fā)現(xiàn)內(nèi)吞可能與不育有關(guān)，生物堿代謝可能影響細(xì)胞質(zhì)雄性不育。在二核期沒(méi)有發(fā)現(xiàn)與育性有關(guān)的關(guān)鍵代謝。鑒定到的差異蛋白不是都與育性有關(guān)，有的是植物的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)