桂皮紫萁(Osmunda cinnamomea L.var.asiatica)成熟与萌发孢子差异表达蛋白质组学研究

摘要

桂皮紫萁（也称分株紫萁）为紫萁蕨科紫萁蕨属的多年生草本植物，具食用、药用价值。其孢子萌发过程是其完成有性生殖发育与生活史周期的重要生物学事件。目前，对孢子萌发分子机制的认识并不清楚。
　　本研究比较了桂皮紫萁成熟孢子与萌发孢子的细胞学特征，及其差异表达蛋白质组特征。我们在蛋白质双向电泳凝胶上分别获得了桂皮紫萁成熟孢子与萌发孢子中表达的1255个和1375个蛋白质斑点。其中大多数蛋白质斑点都分布在pH5-6.5范围内，且多数蛋白质的分子量都分布在30-80kD之间。我们利用图像分析软件获得了成熟孢子与萌发孢子差异表达的101个蛋白质斑点（代表85种蛋白质）。在101个差异蛋白质斑点中，有37个表达丰度上调，64个表达丰度下调。这些差异表达蛋白质分别归属于以下9个功能类群:(1)光合作用、(2)糖类和能量代谢、(3)转录与翻译调控相关、(4)膜定位和转运、(5)蛋白质代谢、(6)氨基酸代谢、(7)细胞骨架动态变化、(8)信号转导和(9)未知功能。其中RuBisCo大亚基、磷酸核酮糖激酶、细胞色素f、景天庚酮糖-1，7-二磷酸酶、S-腺苷-L-高半胱氨酸水解酶、HSP90、谷氨酰胺合成酶等蛋白质分别参与光合作用、转录调控、蛋白质折叠、防御胁迫等重要生理过程。
　　这些成熟孢子与萌发孢子差异表达蛋白质组学特征为深入分析孢子萌发的分子机制提供了蛋白质组学证据，为桂皮紫萁的快速繁殖提供了理论依据。

目录

摘要

1 绪论

1．1 桂皮紫萁

1．1．1 蕨类植物简介

1．1．2 桂皮紫萁

1．2 蕨类植物孢子萌发

1．2．1 孢子萌发过程形态学特征

1．2．2 影响孢子萌发的环境因素

1．3 蛋白质组学的概念

1．4 差异表达蛋白质组学

1．4．1 差异表达蛋白质组学的概念

1．4．2 差异表达蛋白质组学研究的优势和局限性

1．5 差异表达蛋白质组学的研究技术

1．5．1 双向电泳技术

1．5．2 质谱及相关技术

1．5．3 蛋白质芯片技术

1．5．4 生物信息学

1．6 立题依据及目的意义

2 实验材料和实验方法

2．1 实验材料

2．1．1 取材

2．1．2 试剂

2．1．3 仪器

2．2 实验方法

2．2．1 孢子培养

2．2．2 蛋白质组学分析

3 实验结果和分析

3．1 桂皮紫萁孢子萌发前后的细胞学特征

3．1．1 桂皮紫萁成熟孢子与萌发孢子形态学特征

3．1．2 桂皮紫萁孢子萌发特征

3．2 桂皮紫萁成熟与萌发孢子差异表达蛋白质图谱

3．2．1 用pH4-7范围的IPG胶条分离蛋白质

3．2．2 桂皮紫萁成熟孢子与萌发孢子表达蛋白质等电点分析

3．2．3 桂皮紫萁成熟与萌发孢子蛋白质分子量表达分析

3．3 桂皮紫萁成熟与萌发孢子差异表达蛋白质分析

3．3．1 成熟与萌发孢子匹配蛋白质斑点的等电点和分子量表达分析

3．3．2 桂皮紫萁成熟与萌发孢子差异表达蛋白质的等电点与分子量分析

3．4 桂皮紫萁成熟与萌发孢子差异表达蛋白质组分析

3．4．1 差异表达蛋白质

3．4．2 蛋白功能注释和归类

3．4．3 鉴定的蛋白质在不同功能类群的分布

3．4．4 孢子主要功能类群蛋白质功能分析

4 讨论

4．1 以多种同工型形式存在的蛋白质可能在桂皮紫萁孢子萌发过程中具有重要的作用

4．2 桂皮紫萁孢子萌发过程的蛋白质调控

4．2．1 核酮糖-1，5-二磷酸梭化酶／加氧酶(RuBisCo)

4．2．2 磷酸核酮糖激酶(Phosphopentokinase，PRK)

4．2．3 细胞色素f(cytochrome f)

4．2．4 景天庚酮糖-1，7-二磷酸酶(SBPase)

4．2．5 S-腺苷-L-高半胱氨酸水解酶(SAHH)

4．2．6 热激蛋白90(heat shock protein 90)

4．2．7 谷氨酰胺合成酶(GS，glutamine synthetase；EC6．3．1．2)

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢

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