太谷核不育小麦Ms2近等基因系的差异蛋白组学研究

摘要

为了获得Ms2调控雄性不育的相关蛋白，从蛋白组学方面阐明Ms2雄性不育的形成机理，本实验以‘鲁麦15’为背景材料的太谷核不育小麦Ms2近等基因系:鲁麦15，Ms2鲁麦15和Rht10+ Ms2鲁麦15为材料，根据镜检和形态确定幼穗发育时期，在减数分裂期、单核期和二核期取幼穗，提取幼穗全蛋白，双向电泳分离，扫描后获得蛋白表达图谱，分析获得的可育系（“鲁麦15”）和不育系（“Ms2鲁麦15”和“Rht10+ Ms2鲁麦15”）在三个时期的差异蛋白点;通过MOLDI-TOF进行蛋白点质谱鉴定，质谱结果进行数据库搜索分析，明确差异蛋白点类型。获得结果如下:
　　1、不育系蛋白点数少于可育系。2-DE图谱结果表明，鲁麦15的表达蛋白最多，在减数时期、单核时期和二核时期时期得到的蛋白点均为900多个;Ms2鲁麦15各个时期的蛋白点均少于鲁麦15，其中单核期最多，为890个左右，其次是减数时期有860个左右，二核期的蛋白点最少为820个左右，这些蛋白点大多分布在pH4.5-6.5，分子量20-90KD之间。
　　2、三个幼穗发育期，可育系和不育系之间具有明显不同的差异蛋白数目和差异蛋白点，二核期得到的差异点最多。在减数时期差异蛋白点有27个，其中鲁麦15有14个，不育系有13个;单核时期差异蛋白点有39个，鲁麦15有24个，不育系有15个;二核时期得到差异点为53个，鲁麦15有28个，不育系有25个。除蛋白点DX1在鲁麦15单核时期和二核时期都出现外，各个时期差异蛋白点不同。
　　3、对得到119个蛋白差异点以进行质谱鉴定和数据库比对分析，80％的蛋白点得到了鉴定且可信度较高，对这些鉴定的蛋白进行功能分类，主要可以分为以下几类:蛋白质合成相关蛋白，花粉合成相关蛋白，物质转运和信号转导相关蛋白，能量代谢相关蛋白，细胞程序性死亡相关蛋白，热激蛋白以及一些功能未知的预测蛋白。
　　4、花粉败育是由于在花粉发育过程中缺少某些特定的蛋白或者酶引起的。对这些鉴定后的蛋白进行功能分析，转录翻译相关蛋白的缺失，细胞程序性死亡，能量代谢紊乱，信号转导和物质运输发生阻断，这些都会造成花药发育过程中生理生化功能紊乱，花粉合成受阻。其中，RAFTIN1A蛋白在Ms2雄性不育中具有重要作用，该蛋白的缺失，促使小孢子迅速解体，花药绒毡层解体滞后，不能提供花粉发育所需营养，导致花粉败育。