棉花航天誘變芽黃突變體蛋白質(zhì)組和轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析.pdf

1、芽黃突變體具有非常大的實(shí)際利用價(jià)值，一方面可以作為天然的標(biāo)記用于育種，簡(jiǎn)化雜交制種和鑒定程序；另一方面是開展葉綠素合成、核質(zhì)互作或者葉綠體與線粒體互作等研究的一系列生理代謝過程理想材料。因此研究棉花芽黃突變體的突變機(jī)理具有重要理論和實(shí)際意義。
　　 本研究利用航天誘變所獲得的中棉所58芽黃突變體(中58vsp)和野生型作為實(shí)驗(yàn)材料。中58vsp其芽黃現(xiàn)象從第一片真葉長(zhǎng)出開始，直到盛花期結(jié)束。真葉剛長(zhǎng)出為黃色，葉齡3天時(shí)(倒二葉)

2、黃化最嚴(yán)重，5天時(shí)(倒三葉)黃化現(xiàn)象有所緩解，7天時(shí)(倒四葉)黃化恢復(fù)部分綠色，直到9天時(shí)(倒五葉)葉片恢復(fù)綠色。本研究以正常中58和中58vsp的1-5片真葉為研究對(duì)象，分別采用蛋白質(zhì)雙向電泳技術(shù)，對(duì)其倒二葉組織中總蛋白進(jìn)行研究，獲取和鑒定出差異蛋白，尋找出可能影響其黃化現(xiàn)象的相關(guān)蛋白，同時(shí)利用消減文庫和cDNA芯片結(jié)合技術(shù)分離中58vsp和中58高表達(dá)或特異表達(dá)基因，通過上述方法以期從分子水平上了解芽黃突變體產(chǎn)生機(jī)理。本研究取得主要

3、結(jié)果如下：
　　 1.通過對(duì)中58vsp和中58倒二葉(芽黃表現(xiàn)最嚴(yán)重時(shí)期)的總蛋白進(jìn)行雙向電泳，通過比較分析獲得45個(gè)差異表達(dá)基因，最后質(zhì)譜鑒定出18個(gè)差異蛋白，其涉及光合作用，信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、翻譯和代謝等過程。這些差異蛋白點(diǎn)說明芽黃突變體細(xì)胞內(nèi)代謝紊亂、葉綠體發(fā)育歧化、葉綠素合成途徑受到阻礙，其芽黃分子機(jī)制相當(dāng)復(fù)雜，芽黃過程可能是多種蛋白參與其調(diào)控的復(fù)雜體系。
　　 2.運(yùn)用實(shí)驗(yàn)室已構(gòu)建的4個(gè)消減文庫測(cè)序獲得2459條Un

4、igenes定制成芯片，分別使用中58vsp倒二葉(V2)和中58倒二葉(CK2)、中58vsp倒二葉(V2)和中58vsp倒五葉(V5)進(jìn)行芯片雜交，最終芯片V2 vs V5中發(fā)現(xiàn)上調(diào)基因115，下調(diào)基因119；芯片V2 vs CK2中發(fā)現(xiàn)上調(diào)基因95，下調(diào)基因102。MIPS功能分類這些基因主要功能位于亞細(xì)胞定位(核糖體和葉綠體最多)、蛋白功能、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和代謝功能等。Pathway分析發(fā)現(xiàn)這些差異基因涉及最多的是核糖體、光合作用、氧