杀雄剂SQ-1诱导小麦生理型雄性不育小花完整叶绿体差异蛋白质组学研究

论文摘要

化学杀雄技术打破了三系育种的束缚,使化控二系育种技术在生产上得到广泛应用。杀雄剂SQ-1是我国自行研制的具有自主知识产权的一种新型小麦杀雄剂,正常发育的小麦经SQ-1处理后,可得到95%-100%的不育株,异花授粉结实率高达85%以上,是目前国内稳定性较高的化学杂交剂。经过多年的生产实践,SQ-1已经在小麦杂种优势利用上获得了一套成熟的技术,并不断培育出一些高产优质的小麦杂交种,如:西杂一号、西杂五号等。为了揭示小麦化学杀雄所导致的雄性不育机理,本研究以小麦三核期小花（去芒和外颍）为材料,在细胞器层次,以叶绿体蛋白质组分为主要研究对象,研究和分析了小麦经SQ-1处理后所诱导的生理型雄性不育的分子机制,获得下述重要结果:（1）首先,应用两种蔗糖密度梯度分离体系,通过镜鉴和SDS-PAGE凝胶电泳比较分析了两种分离纯化完整叶绿体的方法,并在IPG胶条pH值范围和蛋白质上样量等方面对叶绿体蛋白质双向电泳体系进行了探索和优化,确立了一套适用于小麦小花完整叶绿体的分离及其蛋白质双向电泳的技术方法。即采用30%,45%,60%的不连续蔗糖密度梯度离心的方法能够获得完整且纯度较高的叶绿体,经TCA-丙酮提取蛋白质后,选用17cm,pH47的IPG线性胶条,在上样量为280μg/gel,13%SDS-PAGE胶浓度下进行双向凝胶电泳,蛋白质得到了更好的分离,2-DE图谱上可分辨出约150个蛋白点,为下一步利用双向电泳技术在亚细胞水平对叶绿体蛋白质组学的研究分析奠定了基础。（2）应用差数离心及蔗糖密度梯度离心的方法,分离出小麦小花的完整叶绿体;采用固相IEF/SDS-PAGE双向凝胶电泳技术对经杀雄剂SQ-1处理和未处理的小麦小花完整叶绿体蛋白质进行了分离,银染显色,得到了重复性较好的双向电泳图谱。（3）通过PDQuest 2DE软件分析,等电点在4～7范围内,可识别约150个较为清晰的蛋白质点,对6个差异表达蛋白质点采用MALDI-TOF肽指纹图谱分析,并结合Mascot软件在Swiss-prot数据库搜索,鉴定出的蛋白质分别是:PAP-fibrillin、ATRABB1A、底物同源结构域蛋白/Rho GAP结构域蛋白、铜锌超氧化物歧化酶（Cu/Zn-SOD）、R2R3-MYB转录因子及假定蛋白质,它们参与了花药内激素调节、蛋白质转运、蛋白互作、活性氧积累及花药的发育,SQ-1诱导的小麦雄性不育可能与这些生理过程有关。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 植物雄性不育
• 1.2 植物雄性不育亚细胞水平研究
• 1.2.1 线粒体与雄性不育
• 1.2.2 叶绿体与雄性不育
• 1.3 小麦杂种优势利用的主要途径
• 1.3.1 细胞质雄性不育
• 1.3.2 核基因雄性不育
• 1.3.3 光温敏雄性不育
• 1.3.4 高温物理诱变导致的细胞质雄性不育
• 1.3.5 利用生物技术创制雄性不育
• 1.3.6 化学杀雄剂诱导的雄性不育
• 1.4 蛋白质组学研究技术
• 1.4.1 蛋白质双向电泳技术（2-DE）
• 1.4.2 质谱（Mass-spectrometric）技术的应用
• 1.5 本研究的目的与意义
• 第二章 小麦小花完整叶绿体的分离及其蛋白质双向电泳体系的建立
• 2.1 材料和方法
• 2.1.1 供试材料
• 2.1.2 仪器和试剂
• 2.1.3 完整叶绿体的分离及其蛋白质的制备
• 2.1.4 固相PH 梯度双向电泳及图谱分析
• 2.2 结果与分析
• 2.2.1 不同叶绿体分离方法的比较
• 2.2.2 不同分离方法提取叶绿体蛋白质对凝胶电泳的影响
• 2.2.3 不同上样量对2 –DE 图谱的影响
• 2.3 讨论
• 第三章 杀雄剂 SQ-1 诱导小麦生理型雄性不育系及其对应可育系三核期小花完整叶绿体差异蛋白的质谱鉴定及功能分析
• 3.1 材料和方法
• 3.1.1 供试材料与处理
• 3.1.2 试剂
• 3.1.3 叶绿体差异蛋白质点的质谱分析
• 3.2 结果与分析
• 3.2.1 叶绿体差异表达蛋白2-DE 图谱的构建
• 3.2.2 差异蛋白质的MALDI-TOF-MS 分析及数据库检索
• 3.3 叶绿体差异表达蛋白的分析及功能推测
• 第四章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介