干濕柱頭的蛋白質(zhì)組學(xué)分析和授粉相關(guān)蛋白的篩選.pdf

1、柱頭是被子植物雌蕊頂端的特化組織。在授粉的過(guò)程中柱頭附著花粉并與花粉識(shí)別，為親和的花粉提供水合、萌發(fā)和花粉管生長(zhǎng)的適宜環(huán)境?；ǚ叟c柱頭的識(shí)別是相互的。先前的細(xì)胞學(xué)研究表明柱頭在花粉識(shí)別過(guò)程中起到主動(dòng)的作用，但是相對(duì)于花粉而言，人們對(duì)柱頭在這一過(guò)程中的作用機(jī)制了解較少。研究柱頭在花粉.柱頭識(shí)別過(guò)程中的作用對(duì)于人們理解植物授粉識(shí)別的分子機(jī)理進(jìn)而通過(guò)分子遺傳學(xué)的手段提高農(nóng)作物的授粉效率具有重要的意義。本研究選取了干柱頭植物玉米和濕柱頭植物煙草

2、用蛋白質(zhì)組學(xué)的方法對(duì)其柱頭表達(dá)的蛋白進(jìn)行了分析，主要研究結(jié)果如下：
　　 1.柱頭優(yōu)勢(shì)表達(dá)蛋白
　　 運(yùn)用雙向電泳和生物質(zhì)譜的方法分別鑒定出73種玉米柱頭優(yōu)勢(shì)表達(dá)蛋白和48種煙草柱頭優(yōu)勢(shì)表達(dá)蛋白，并對(duì)這些蛋白質(zhì)的功能和性質(zhì)進(jìn)行了分析和總結(jié)，發(fā)現(xiàn)參與抗性和脅迫響應(yīng)、碳代謝和能量代謝、蛋白質(zhì)代謝、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、光合作用等過(guò)程的蛋白質(zhì)在玉米和煙草柱頭優(yōu)勢(shì)表達(dá)蛋白中均占到很大的比例。
　　 2.玉米柱頭中響應(yīng)授粉和發(fā)育過(guò)程的

3、蛋白
　　 比較授粉前后玉米柱頭蛋白質(zhì)表達(dá)譜，發(fā)現(xiàn)有47種蛋白質(zhì)的表達(dá)量發(fā)生了明顯變化。有12種玉米柱頭優(yōu)勢(shì)表達(dá)蛋白在授粉前后差異表達(dá)，其中的11種蛋白質(zhì)表達(dá)量被下調(diào)，表明它們參與授粉識(shí)別的可能性比較大。比較幼嫩和成熟玉米柱頭的蛋白質(zhì)表達(dá)譜，發(fā)現(xiàn)有49種蛋白質(zhì)的表達(dá)后有差異，推測(cè)它們可能在柱頭發(fā)育的不同時(shí)期發(fā)揮作用，并且與授粉過(guò)程有直接或間接的關(guān)系。
　　 3.玉米柱頭中的分泌蛋白
　　 用SignalP軟件對(duì)鑒

4、定出的169種玉米柱頭表達(dá)蛋白的序列進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)有17種蛋白質(zhì)具有N端信號(hào)肽序列，包括6種柱頭優(yōu)勢(shì)表達(dá)蛋白，5種柱頭發(fā)育過(guò)程中差異表達(dá)蛋白和10種授粉前后差異表達(dá)蛋白；其中4種柱頭優(yōu)勢(shì)表達(dá)蛋白在授粉前后呈現(xiàn)出表達(dá)量的變化。這些蛋白中的一部分可能被分泌到玉米柱頭的表面組成柱頭表膜，在授粉識(shí)別過(guò)程中發(fā)揮直接作用。
　　 4.煙草柱頭分泌物及表層細(xì)胞蛋白
　　 利用裂解緩沖液沖洗煙草柱頭的辦法富集了分布在煙草柱頭分泌物中及柱

5、頭表面幾層細(xì)胞中的蛋白質(zhì)。雙向電泳分析顯示這些蛋白的性質(zhì)與煙草柱頭優(yōu)勢(shì)表達(dá)蛋白存在較大差異。洗脫蛋白中有多種參與囊泡運(yùn)輸?shù)牡鞍?，說(shuō)明柱頭表面幾層細(xì)胞中的囊泡運(yùn)輸活動(dòng)比較活躍，并且可能在授粉識(shí)別過(guò)程中發(fā)揮了重要作用。
　　 5.玉米和煙草柱頭蛋白質(zhì)表達(dá)情況的比較
　　 玉米和煙草柱頭優(yōu)勢(shì)表達(dá)蛋白的功能和性質(zhì)十分接近，但是二者之間的同源蛋白只占到各自總數(shù)的14.86％和22.92％，說(shuō)明干、濕柱頭授粉識(shí)別的分子機(jī)理可能存在較