温敏核不育水稻双低-S水稻花药蛋白质的研究

作     者：夏快飞 

作者单位：湖南师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：陈良碧

授予年度：2001年

学科分类：09[农学] 0901[农学-作物学] 

主      题：温敏核不育水稻 固相PⅡ梯度-SDS PAGE双向凝胶电泳 花药 蛋白质 蛋白质组 

摘      要：澳大利亚学者Wilkins和williams等于1994年第一次提出蛋白质组(proteome)概念。此后，蛋白质组学成为了生命科学工作者所关注的重点之一。基因组基本上是固定不变的，因此只从基因组DNA序列的研究中不能回答某基因的表达时间、表达量，蛋白质翻译后加工和修饰的情况，以及它们的亚细胞分布等等。蛋白质是基因表达的产物，蛋白质组是动态的、具有时空性、可调节性，因此这些在基因组中不能解决的问题可望在蛋白质组研究中得到解决，能够在细胞和生命有机体的整体水平上闸明生命现象的本质和活动规律。蛋白质组数据与基因组数据的整合，将会在后基因组研究——基因组功能研究上取得十分丰富的数据资料。因此，蛋白质组研究能够进一步带动生物信息学等现代边缘学科的发展，同时，也推动医药产业的发展。 本文以温敏核不育水稻双低-S为材料，初步建立了一套水稻花药蛋白质固相pⅡ梯度-聚丙烯酰胺双向凝胶电泳方法，如：样品处理、电泳参数、凝胶电泳浓度。选用样品增溶、合适的上样量和电泳参数，利用PDQUEST 2D扫描软件扫描分析，获得了较好的水稻花药蛋白质参考图谱。对图谱进行了等电点与分子量的初步定位，从图谱上展现的蛋白质点的等电点和分子量分布范围来看，花药蛋白质点大多分布在偏酸性端(pⅡ4-8)，分子量范围为60KD至20KD区域，在pⅡ4-6.7、分子量46KD-20KD的区域蛋白质点较集中。 研究了温敏核不育水稻花药不同发育时期蛋白质的变化，结果如下： 1 常规稻和双低-S在不同温度条件下不同发育时期，大部分的蛋白质都不存在表达与否和表达量的差异。如：蛋白质点(70KD，pⅠ5.3)，(66KD，pⅠ5.3)，(70KD，pⅠ5.5)，(66KD，pⅠ5.5) (34KD，Pl 5.2)，(34KD，PI6.7)，(41KD，PIS.9)’，(41KD，PI6.2)， (4 OKD，pI6.0)等等，在常规稻与双低一s的各温度条件下的各个发育 时期都表达，这些蛋白质可能是维持水稻基本代谢的家务蛋白质。 从不同育性温度条件下花粉母细胞时期、减数分裂期、单胞期的蛋 白质双向凝胶电泳结果分析可知:随着小抱子发育的进行，蛋白质 点的个数减少，花粉母细胞时期蛋白质点最多，单胞期蛋白质点最 少。 2常规稻在单胞期时表达有蛋白质点(39KD，PI7.3)，而在减数 分裂期时此蛋白质点却缺失。蛋白质点(14KD，pIS.4)，(朽KD， pI6.5)在单胞期时的表达量比减数分裂期是表达量大;蛋白质点 (pl6.o)，(10KD，P14.69)在减数分裂期是的表达量比单胞期 时的表达量大。 3双低一S在可育温度条件下，蛋白质点(22KD，pI7.仑)，(22KD， px6.2)，(22KD，px6.24)在花粉母细胞时期表达，在减数分裂期 和单胞期时缺失;(pI7.4)，(p17.8)在花粉母细胞时期和减数分 裂期时表达，在单胞期时缺失。 4双低一在不育温度条件下，蛋白质点(22KD，PI7.8)在花粉母 细胞时期表达，在减数分裂期和单胞期时缺失。 5双低一S在不同温度条件下，在花粉母细胞时期只有少数的几个 点存在表达量的差别。在减数分裂期，蛋白质点(P16.06)在不育 温度条件下表达，在可育温度条件下缺失;在单胞期(pI7.6)， (P17.8)在可育温度条件下缺失;蛋白质点(14KD，PIS.4)在可 育温度条件下和常规稻中出现，在不育温度条件下缺失。 通过对水稻花药、花粉不同发育阶段以及不同温度条件下蛋白 质比较研究揭示了水稻花药、花粉发育过程中一些基本保持不变的 维持基本代谢的家务蛋白质;某些蛋白质仅在某些发育阶段表达， 可能是一些阶段发育调控蛋白质;另一些蛋白质仅在不同育性条件 下表达，可一能与温敏不育的育性调控有关。这些研究结果对于加深 对水稻花药发育过程中基因表达规律和育性调控规律的认 识，进一步开展水稻蛋白质组学研究都有一定的促进作用。