长、短光周期敏感雄性不育水稻幼穗育性相关蛋白差异分析

摘要

本研究在相同温度条件下在水稻幼穗分化第二次枝梗原基分化期至花粉母细胞减数分裂期对长光周期敏感核不育水稻N5088S、NW04S，短光周期敏感核不育水稻D52S分别进行长光照(14.5h)和短光照(10h)处理，在获得明确的雄性育性差异基础上，将不育和可育条件下的水稻幼穗蛋白采用双向电泳技术进行了分离，找出差异蛋白并进行了质谱鉴定及蛋白功能预测，比较了两类光周期诱导效应完全相反的光敏感雄性不育水稻育性相关蛋白的差异。主要结果如下：
　　 1.育性光周期诱导处理获得较理想的雄性育性差异结果：相同温度下，D52S在短光照(SD,10h)下花粉表现为完全不育，不育度为100％，在长光照(LD，14.5h)下花粉可育率达54.3％。N5088S、NW04S在短光照(SD,10h)处理下花粉都表现高度可育，可育度分别为81.0％、74.8％，而在长光照(LD，14.5h)处理下均为100％败育。
　　 2.分别对D52S、NW04S、N5088S在不育和可育条件下幼穗分化到花粉母细胞形成至减数分裂期的幼穗蛋白进行了双向电泳分离，获得了分辨率和重复性较好的双向电泳图谱。分析检测差异蛋白，选择了其中的28个蛋白点进行了质谱鉴定，成功鉴定出其中的14个蛋白点并进行了功能预测。D52S鉴定成功的差异蛋白中，在可育条件下特异表达的蛋白有逆转录转座子蛋白，在不育条件下特异表达的蛋白有腺苷激酶，不育水稻中表达量上升的蛋白有蔗糖合酶和真核生物翻译起始因子3(EIF3)蛋白；对于未成功鉴定的蛋白对其做同源性分析，推测在不育水稻中表达量上升的蛋白有ATP合酶，乙醇脱氢酶及钙依赖型蛋白激酶。在可育条件下表达量上升的蛋白有GTP结合蛋白及光敏色素类ATP酶。
　　 水稻品种NW04S鉴定成功的差异蛋白中，不育条件下特异表达的蛋白有核苷三磷酸水解酶，氨酰tRNA合成酶，不育条件下表达量上调的蛋白有核苷转移酶，真核生物翻译起始因子3；对于未成功鉴定的蛋白对其做同源性分析，推测在不育水稻中表达量上升的蛋白有钙结合蛋白，催化结构域蛋白激酶，丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，逆转录转座子蛋白和糖基水解酶。可育条件下表达量上升的蛋白有组氨酸似ATP酶。
　　 水稻品种N5088S鉴定成功的差异蛋白中，可育条件下特异表达的蛋白有天冬氨酸蛋白酶，甲硫氨酰tRNA合成酶，可育条件下表达量上调的蛋白有短链脱氢酶SDR，对于未成功鉴定的蛋白对其做同源性分析，推测在可育水稻中表达量上升的蛋白有染色体分离ATP酶，锌指，磷酸果糖激酶，TBP作用蛋白。不育条件下表达量上调的蛋白有核苷三磷酸水解酶。
　　 3.比较两类不同的光敏不育材料，其在可育和不育条件下鉴定的差异蛋白中EIF3、糖代谢、能量代谢相关蛋白与不育性表现一定的共性，可能与花粉不育性相关。本研究获得的大量蛋白质表达差异谱为进一步探讨光敏感雄性不育机理提供了基础性数据。

目录

文摘

英文文摘

缩略词表

1．文献综述

1.1 光、温敏核不育水稻研究进展

1.1.1 水稻光温敏核雄性不育(PTGMS)种质资源及其分类

1.1.2 水稻光温敏核雄性不育(PTGMS)育性转换的基本规律

1.1.3 水稻光温敏核雄性不育(PTGMS)的遗传学研究

1.1.4 水稻光温敏核雄性不育(PTGMS)的生理生化特性研究

1.1.5 水稻光温敏核雄性不育(PTGMS)的蛋白质组学研究

1.1.6 短光敏核不育水稻研究进展

1.2 蛋白质组学研究方法进展

1.2.1 蛋白质组学分离技术

1.2.2 蛋白质组学鉴定技术

1.2.3 蛋白质相互作用的分析技术

1.3 本研究选题的目的与意义

2．研究材料与方法

2.1 实验材料与方法

2.1.1 实验材料

2.1.2 材料的培养及育性光周期处理

2.1.3 样品采集

2.1.4 水稻育性鉴定

2.1.5 水稻幼穗蛋白的SDS-PAGE

2.1.6 水稻幼穗蛋白的双向电泳

3．结果与分析

3.1 育性鉴定结果

3.2 水稻幼穗蛋白SDS-PAGE的结果与分析

3.3 水稻幼穗蛋白双向电泳的结果与分析

3.4 差异蛋白点的质谱鉴定

3.5 差异蛋白点的功能分析

3.5.1 信号转导

3.5.2 代谢和能量

3.5.3 调节蛋白

4．结论与讨论

4.1 不同品种间差异蛋白质的比较

4.2 光敏核雄性不育相关调控过程初步分析

4.3 展望

参考文献

致谢

附录