水稻無中葉脈dl2突變體轉錄組與蛋白組的相關性分析.pdf

1、維管束存在于維管植物的根、莖、葉等器官中，對水、無機營養(yǎng)物質(zhì)、糖、氨基酸等資源的運輸以及形成和保持植物器官的形態(tài)具有重要的作用。在植物葉片中，維管束的主要表現(xiàn)形式為葉脈。水稻作為單子葉模式植物的代表，其葉片由葉脈、葉肉和表皮緊密相連共同組成，是光合作用的主要器官。因此葉片中維管束即葉脈的分化和脈絡模式不僅在植物運輸營養(yǎng)物質(zhì)和水分中具有重要的作用，還對植物的葉片起著機械支撐的作用，是一個重要的農(nóng)藝性狀。近年來，隨著水稻葉脈發(fā)育的研究，人們

2、不斷發(fā)現(xiàn)了葉脈發(fā)育缺陷的突變體，但對葉脈發(fā)育的分子機制的了解還知之甚少。除此之外，水稻作為我國主要的糧食作物之一，其葉脈的發(fā)育狀況直接影響植物的光合作用、蒸騰作用、抗逆性等生理功能，最終影響作物產(chǎn)量。因此，探究葉脈發(fā)育的分子機制不僅有助于人們了解植物維管束的發(fā)育過程，還可以從分子遺傳水平上去分析調(diào)控葉脈發(fā)育的信號模式，從而利用生物技術手段來改良葉片形態(tài)，提高植物的光和效率、抗逆性等，進而提高作物產(chǎn)量。因此，深入研究單子葉植物葉脈發(fā)育的分

3、子機制具有重要的理論意義和實際應用價值。
　　我們研究的植物材料來自于秈稻品種‘N45-2’的突變體dl2，主要從轉錄水平和蛋白水平對dl2突變體進行差異表達分析，其主要研究結果如下：
　?、贁?shù)字基因表達譜（DGE）分析dl2突變體在轉錄水平上的差異表達情況：
　　在dl2突變體中所有差異表達的基因共有15882個，而滿足Qvalue≥0.8，|log2ratio|≥1且P<0.05的篩選條件的差異表達基因有98個，其

4、中48個是上調(diào)表達的，50個是下調(diào)表達的。qRT-PCR分析結果與DGE分析得到的差異表達的變化趨勢一致，驗證了數(shù)字基因表達譜的分析結果可靠。
　　②相對和絕對定量同位素標記（iTRAQ）技術分析dl2突變體在蛋白水平上的差異表達情況：
　　在dl2突變體中滿足差異倍數(shù)達到1.6倍以上，且p-value值小于0.05的篩選條件的差異蛋白共有141個，其中94個是上調(diào)表達的，47個是下調(diào)表達的。
　?、坜D錄組聯(lián)合蛋白組分

5、析dl2突變體中差異表達情況：
　　1)以(≥fiveTagsinallthreeruns，ratio≥2，Q≥0.8)，P<0.05為標準，將蛋白組分析中得到的141個差異表達蛋白映射到DGE分析中得到的98個差異表達基因，只有兩個基因被篩選出來；
　　2)以(ratio≥2，noQvalue)為標準，141個差異表達蛋白和差異表達的mRNA的正相關系數(shù)r=0.35；
　　3)141個差異蛋白和所有差異表達的mRNA

6、的相關系數(shù)r=0.088；
　　4)所有差異表達的蛋白和所有差異表達的mRNA的相關系數(shù)r=0.081；
　　綜上表明，mRNA水平和蛋白水平之間的相關性較低（modest）。
　　④從差異表達蛋白中篩選出10個參與葉脈發(fā)育的候選蛋白，成功構建了其中3個差異表達蛋白的超表達載體和DL基因的超表達載體，分別命名為35S::DL、35S::P02、35S::M07、35S::H05，經(jīng)農(nóng)桿菌介導遺傳轉化秈稻dl2突變體植株