草莓五倍體及其染色體加倍后的差異蛋白質(zhì)組學(xué)研究.pdf

1、草莓是多倍體植物，不同倍性(2x、4x、6x、8x、10x)的種質(zhì)資源在自然界中廣泛存在。野生草莓作為栽培草莓抗病、抗逆、改良性狀的重要基因庫，育種實(shí)踐中常常將栽培草莓與野生種草莓雜交來創(chuàng)造新種質(zhì)。本研究采用兩種不同的差異蛋白質(zhì)組學(xué)研究方法，即雙向電泳技術(shù)結(jié)合質(zhì)譜技術(shù)以及同位素相對標(biāo)記和絕對定量(iTRAQ)技術(shù)，以草莓種間雜交種及其加倍種為材料，研究草莓染色體加倍前后葉片差異表達(dá)蛋白質(zhì)，以期獲得在加倍過程中對草莓重要性狀進(jìn)行調(diào)控的關(guān)鍵

2、基因。本研究主要從兩個方面進(jìn)行并取得以下結(jié)果:
　　1.以二倍體綠色草莓（Fragaria viridis Duch.）與八倍體栽培草莓‘房香’(F.×ananassa‘Fusanoka')雜交所得的草莓五倍體（代號:FxLs-11-37）及其染色體加倍而成的十倍體（代號:A3，2n=10 x=70）為試材，測定其農(nóng)藝性狀、SPAD值以及凈光合速率，利用雙向凝膠電泳技術(shù)對草莓染色體加倍過程中蛋白質(zhì)含量進(jìn)行分析。結(jié)果表明:與FxLs

3、-11-37相比，A3表現(xiàn)出明顯的株型矮化、植株冠莖變大，葉長葉寬增大、葉片增厚以及葉色濃綠等農(nóng)藝性狀特征，并且A3葉片的SPAD值與凈光合速率顯著高于FxLs-11-37;通過PDQuest軟件對圖譜進(jìn)行分析，兩者在等電點(diǎn)4-7、分子量14.4-66.2 kDa范圍內(nèi)蛋白質(zhì)斑點(diǎn)分布最多，可識別的總蛋白質(zhì)斑點(diǎn)數(shù)約700個，其中蛋白質(zhì)表達(dá)差異水平在1.5倍以上的18個，2.0倍以上的有4個。利用MALDI-TOF-MS/MS質(zhì)譜技術(shù)鑒定了

4、這4個差異蛋白質(zhì)，分別是草莓主要過敏原a1-E、核內(nèi)不均一核糖核蛋白1、葉綠體硫辛?；厦?、NAD(P)H脫氫酶（醌）FQR1類似蛋白質(zhì)。通過熒光定量PCR檢測了這4個差異蛋白質(zhì)編碼基因的表達(dá)量，其在兩種草莓中的表達(dá)差異與蛋白質(zhì)表達(dá)差異總體一致。分析表明:這些差異蛋白質(zhì)主要與抗逆、mRNA轉(zhuǎn)運(yùn)、物質(zhì)與能量代謝相關(guān)。
　　2.利用iTRAQ技術(shù)對綠色草莓和八倍體‘紅頰’草莓（F.×ananassa‘Benihoppe’）雜交所得的

5、草莓五倍體（代號:HjLs-11-09）及其染色體加倍后代(代號:D-H-09-01，2n=10x=70)的幼嫩葉片進(jìn)行蛋白質(zhì)分離與鑒定。主要研究結(jié)果如下:差異表達(dá)倍數(shù)1.5倍以上的蛋白質(zhì)有118個，其中106個為上調(diào)，12個為下調(diào);差異表達(dá)倍數(shù)2.0以上的蛋白質(zhì)有15個，其中13個為上調(diào)，2個為下調(diào)。通過GO功能統(tǒng)計，差異表達(dá)蛋白在生物學(xué)過程中主要參與了蛋白水解、脂質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)、DNA依賴性轉(zhuǎn)錄調(diào)控、mRNA加工、蛋白質(zhì)折疊、核mRNA剪接

6、，核小體組裝、細(xì)胞分裂等過程，在細(xì)胞組分中主要定位于細(xì)胞核、細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞器及胞外區(qū)、質(zhì)膜以及整合膜蛋白等系統(tǒng)組分;在分子功能方面主要包括酶催化活性功能和結(jié)合功能。根據(jù)差異表達(dá)蛋白KEGGpathway通路的顯著富集分析，差異表達(dá)蛋白主要參與了碳水化合物代謝，遺傳信息，信號傳導(dǎo)，能量代謝處理途徑等途徑等通路。熒光定量qRT-PCR分析顯示，顯著差異表達(dá)蛋白質(zhì)相應(yīng)的基因在轉(zhuǎn)錄水平上的表達(dá)趨勢與蛋白質(zhì)水平趨勢基本一致。分析表明:這些在葉片中顯