光周期誘導(dǎo)水稻雄性不育相關(guān)差異蛋白的驗證與分析.pdf

1、水稻光溫敏感雄性不育系的育性轉(zhuǎn)換機理為兩系法雜交水稻基礎(chǔ)研究的核心內(nèi)容。本實驗室前期工作對兩種光周期反應(yīng)相反的光敏感雄性不育材料D52S和農(nóng)墾58S(NK58S)分別在可育和不育條件下進行了蛋白質(zhì)組差異分析，獲得與育性相關(guān)的類黃酮合成、糖類合成、脂類合成等代謝途徑的差異表達蛋白。為了深入了解這些差異蛋白與育性變化的關(guān)系，為進一步解析光周期誘導(dǎo)育性轉(zhuǎn)換的機制提供基礎(chǔ)，本研究在相同溫度條件下利用14h長光照(LD)、10h短光照(SD)處理

2、兩種光敏不育材料獲得了明顯的育性轉(zhuǎn)換誘導(dǎo)結(jié)果，并在幼穗分化不同時期(Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ期)對其中主要的差異性表達蛋白4-香豆酸:輔酶A連接酶9(4CLL9)、查爾酮合成酶(CHS)、咖啡酸-O-甲基轉(zhuǎn)移酶(COMT)、UDP-葡萄糖焦磷酸化酶(UGPase)、蔗糖合酶(SUS1)、葡糖-1-磷酸腺苷酰基轉(zhuǎn)移酶(AGPase)、顆粒結(jié)合型淀粉合成酶Ⅱ(GBSSⅡ)進行轉(zhuǎn)錄水平的驗證，并通過Western Blot對CHS、4CLL9在蛋白表達水平

3、進一步驗證，同時通過測定類黃酮、可溶性糖、淀粉、可溶性蛋白、脯氨酸、抗氧化酶類活性及丙二醛(MDA)等含量來分析光敏雄性不育系育性轉(zhuǎn)換過程中發(fā)生的基因表達事件，旨在為揭示水稻長、短光敏核不育系的育性轉(zhuǎn)換機制提供更多有價值的線索。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴在轉(zhuǎn)錄水平中:隨著幼穗發(fā)育進程的推進，不同光周期處理條件下D52S和NK58S類黃酮代謝途徑相關(guān)酶4CLL9、CHS和COMT基因相對表達量逐漸升高，幼穗分化Ⅶ期可育株與不育株幼

4、穗中基因相對表達量差異顯著，說明這3個類黃酮代謝相關(guān)基因可能影響光敏不育水稻育性轉(zhuǎn)換。不同光周期處理條件下D52S和NK58S糖代謝途徑關(guān)鍵酶UGPase、SUS1、AGPase和GBSSⅡ基因相對表達量變化趨勢不同，但是與育性轉(zhuǎn)換之間的關(guān)系未表現(xiàn)出明顯規(guī)律性。⑵在蛋白水平上:D52S和NK58S中不同光周期處理條件下4CLL9及CHS相對表達量變化趨勢不同，說明不同品種中類黃酮代謝途徑關(guān)鍵酶的原本表達模式不同、本底積累水平差異，但在植

5、株育性轉(zhuǎn)換過程中這些酶呈現(xiàn)一致的轉(zhuǎn)錄水平變化。⑶生理指標(biāo):兩品種類黃酮含量均隨幼穗發(fā)育進程逐漸下降，在幼穗分化Ⅴ期時均為短光周期高于長光周期，Ⅵ期時均為不育株高于可育株，Ⅶ期時均為可育株高于不育株，推測可能是由于光周期對幼穗的類黃酮代謝影響。D52S中類黃酮可能與抗氧化酶系統(tǒng)協(xié)同對氧自由基進行清除，進而減小可育株幼穗過氧化程度使得花粉正常發(fā)育。兩品種幼穗中可溶性糖及淀粉含量分別隨幼穗分化進程的推進而逐漸升高和下降，且均為SD條件下含量較