低夜溫下黃瓜雌性分化相關(guān)代謝與蛋白質(zhì)變化的初步分析.pdf

1、黃瓜(Cucumis sativus L.)是葫蘆科一年生草本植物，也是性別表達(dá)研究的模式植物。由于其性別表現(xiàn)直接與產(chǎn)量和品質(zhì)有關(guān)，所以研究黃瓜的性別分化不論在理論上還是實(shí)際應(yīng)用上都具有重要意義。黃瓜的性別表達(dá)除受遺傳因素的控制外，也受環(huán)境因素和激素的影響。課題組先期研究結(jié)果表明，黃瓜‘C09-123’為溫敏型雌性材料，其性別分化受夜間溫度影響較為明顯，12℃的低溫條件有利于‘C09-123’雌花形成。為探究低夜溫影響雌雄同株異花黃瓜雌

2、性分化的原因。本研究繼續(xù)選用‘C09-123’為試材，設(shè)置3個(gè)不同夜間處理溫度26/18℃，26/12℃，26/24℃，對(duì)其代謝和蛋白差異進(jìn)行分析，以期初步探明低夜溫誘導(dǎo)黃瓜雌性分化的作用機(jī)制，為黃瓜分子育種奠定基礎(chǔ)。
　　結(jié)果表明:
　　(1)黃瓜溫敏型‘C09-123’在低夜溫12℃處理中雌花分化率顯著提高，黃瓜第一雌花節(jié)位也顯著降低（P＜0.05），而高夜溫24℃處理下在20節(jié)內(nèi)無(wú)雌花分化。
　　(2)通過(guò)對(duì)不同

3、溫度處理二葉一心莖尖內(nèi)源激素和內(nèi)源糖的測(cè)定分析結(jié)果表明:內(nèi)源乙烯、葡萄糖和蔗糖含量均表現(xiàn)出隨處理夜溫的升高而降低的趨勢(shì)。相關(guān)性分析進(jìn)一步表明:黃瓜雌花分化率與內(nèi)源乙烯含量呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.95;黃瓜雌花分化率與葡萄糖含量呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為1.00;且內(nèi)源乙烯和葡萄糖，蔗糖含量均呈現(xiàn)顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.97和0.95(P＜0.05);
　　(3)不同夜溫處理對(duì)莖尖內(nèi)多種氨基酸含量也產(chǎn)生影響，其中乙烯合成前

4、體氨基酸蛋氨酸(Met)在低夜溫12℃中顯著增高，而在18℃和24℃中無(wú)顯著差異。蛋氨酸所屬天冬氨酸族的天冬氨酸(Asp)與蛋氨酸含量也表現(xiàn)出隨處理夜溫的升高而降低的趨勢(shì)(P＜0.05);
　　(4)利用對(duì)雌性分化影響顯著的低夜溫12℃和高夜溫24℃處理的幼葉進(jìn)行蛋白質(zhì)組學(xué)分析，2-DE法得到葉片可溶性蛋白共2000多個(gè)，經(jīng)軟件分析發(fā)現(xiàn)9個(gè)差異表達(dá)蛋白質(zhì)，對(duì)其進(jìn)行質(zhì)譜分析，鑒定出4個(gè)差異表達(dá)蛋白質(zhì)，分別為3-磷酸甘油醛脫氫酶(GA

5、PDH)、天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶(ASP)、光合系統(tǒng)Ⅰ亞組Ⅶ蛋白(PSAC)以及一個(gè)未知蛋白。其中3-磷酸甘油醛脫氫酶、天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶及未知蛋白在低夜溫12℃下上調(diào)表達(dá)，光合系統(tǒng)Ⅰ亞組Ⅶ蛋白在低夜溫12℃下下調(diào)表達(dá)。
　　(5)對(duì)4個(gè)被鑒定蛋白進(jìn)行轉(zhuǎn)錄水平驗(yàn)證，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，黃瓜莖尖中，4個(gè)差異表達(dá)蛋白在轉(zhuǎn)錄水平的表達(dá)模式與其在蛋白水平的表達(dá)模式完全一致。同時(shí)，蔗糖合酶（CsSUS3）在低夜溫處理中相對(duì)表達(dá)量增加，糖酵解途徑的關(guān)鍵酶己糖激酶(