油松雌性不育系胚珠败育机制的初步研究

论文摘要

在辽宁兴城油松种子园的油松28号无性系的球果能正常长大,但雌配子体由于游离核有丝分裂不能继续进行而停止发育,导致胚珠败育。该不育系具有稳定的遗传特性,是研究木本植物胚珠发育调控机制的极好材料。本论文分别从激素水平和蛋白质组水平对其败育机制进行了初步研究。激素是调控植物生长和发育的一个非常重要的因子。在胚珠败育的关键时期,采用酶联免疫吸附测定法分析了油松雌性不育系和可育系球果内源激素含量的变化,结果表明,在初期,高水平的IAA有利于游离核解除休眠状态,重新进入分裂周期,而高水平的ZR和较低水平的IAA对于游离核分裂的正常进行是重要的。油松雌性不育系高水平的ABA含量,以及IAA、ZR的缺乏可能导致其不能正常进入细胞分裂周期,从而发生败育。蛋白质是功能基因表达的产物,是生物功能的直接体现者,对植物的生长和发育有着直接的影响。在蛋白质组研究中,建立一个稳定的方法十分重要,以保证结果的重现性。本研究中,我们优化了油松胚珠蛋白质提取方法,通过实验确定了双向电泳（IPG/SDS-PAGE）的各项条件,同时对蛋白质肽质量指纹谱（PMF）鉴定方法进行了优化,建立了油松胚珠蛋白质组研究技术。在建立了蛋白质组研究方法的基础上,本文以油松雌性不育突变体为材料,在胚珠败育前后,采用蛋白质组学技术构建了胚珠蛋白质的双向电泳图谱,与可育系进行比较分析,确定了可育系特异表达的蛋白质20个,不育系特异表达的蛋白质13个。另外在可育系与不育系之间还存在表达量上有差异的蛋白质25个。这些蛋白质的分子量主要集中在25kDa-35kDa和60kDa-70kDa两个范围,而等电点主要集中于pI5.4-6.0和pI6.8-7.5两个区域。通过肽质量指纹谱对差异表达蛋白质中丰度较高的9个蛋白质进行了分析,其中5个蛋白质被明确鉴定,它们分别是H+-转运ATPase的β链蛋白、分子伴侣（HSP60）家族同源蛋白、MADS蛋白和BEL1-like同源异型域蛋白。分子伴侣在很多层次上调控影响着植物的生长发育过程,植物中目前发现的HSP60蛋白主要集中在叶绿体和线粒体,在植物生长发育的许多方面起作用。我们推测油松中的这个HSP60蛋白可能通过影响线粒体的正常功能而导致雌配子体的败育。MADS蛋白和BEL1-like同源异型

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 引言
• 1.1 植物雌性不育研究进展
• 1.1.1 植物雌性不育的类型
• 1.1.2 植物雌性不育的发生机制
• 1.2 植物的蛋白质组学研究
• 1.2.1 蛋白质组学的概念
• 1.2.2 蛋白质组学研究的主要技术体系
• 1.2.3 蛋白质组学在植物科学研究中的应用
• 1.3 本文研究的目的与内容
• 2 油松雌性不育系胚珠外观形态及其解剖结构观察
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 植物材料
• 2.1.2 试剂
• 2.1.3 实验方法
• 2.2 结果与分析
• 2.2.1 球果和胚珠外观形态
• 2.2.2 胚珠的解剖结构
• 3 油松雌性不育系球果内源激素含量变化的分析
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 植物材料
• 3.1.2 试剂
• 3.1.3 溶液配制
• 3.1.4 主要仪器设备
• 3.1.5 激素提取
• 3.1.6 激素含量的测定
• 3.1.7 数据计算
• 3.2 结果
• 3.3 讨论
• 4 油松胚珠蛋白质组学方法的建立
• 4.1 材料和方法
• 4.1.1 植物材料
• 4.1.2 试剂
• 4.1.3 溶液配制
• 4.1.4 仪器设备
• 4.1.5 蛋白质提取
• 4.1.6 2-D 电泳
• 4.1.7 质谱分析
• 4.2 结果与分析
• 4.2.1 样品制备方法的优化
• 4.2.2 2-DE 条件的确定
• 4.2.3 质谱分析条件的确定
• 4.2.4 数据库检索鉴定蛋白质
• 5 油松雌性不育系胚珠蛋白质组研究
• 5.1 材料与方法
• 5.1.1 植物材料
• 5.1.2 试剂
• 5.1.3 实验方法
• 5.2 结果
• 5.2.1 凝胶图像分析
• 5.2.2 蛋白质差异比较
• 5.2.3 蛋白质点的质谱鉴定
• 5.3 讨论
• 5.4 附图
• 6 结论
• 7 参考文献
• 个人简介
• 导师简介
• 获得成果目录清单
• 致谢
• 缩略词表
• 博硕士论文同意发表的声明