秈稻不育系天豐A花藥的生理特征和差異蛋白分析.pdf

1、天豐A作為廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院選育的秈稻三系不育系，其米質(zhì)優(yōu)良、抗病性強(qiáng)、異交結(jié)實(shí)性高，具有較強(qiáng)的雜種優(yōu)勢(shì)和廣泛的適應(yīng)性。目前利用天豐A已經(jīng)獲得系列雜交組合，但對(duì)其不育機(jī)理研究甚少。本研究將以不育系天豐A及其保持系天豐B為試驗(yàn)材料，對(duì)其花藥細(xì)胞學(xué)形態(tài)及亞顯微結(jié)構(gòu)觀察發(fā)現(xiàn)，其敗育主要發(fā)生在單核晚期到二核期，并且分析了花藥發(fā)育各時(shí)期中可溶性蛋白，可溶性糖，脯氨酸，ATP及ATP酶的含量，最后通過雙向電泳技術(shù)和質(zhì)譜鑒定技術(shù)對(duì)二核期花藥進(jìn)行蛋白質(zhì)組

2、學(xué)差異分析。本研究旨在分析導(dǎo)致水稻雄性不育的原因，為揭示其胞質(zhì)雄性不育的機(jī)理提供理論基礎(chǔ)。研究結(jié)果如下:
　　1.天豐A與天豐B花藥在細(xì)胞學(xué)形態(tài)上具有顯著差異。天豐B具有6個(gè)花藥，花藥飽滿，花粉粒圓潤(rùn);而天豐A有些花藥不足6個(gè)，花藥干癟，花粉粒大小不一。電鏡觀察結(jié)果表明:在二核期，不育系相比保持系花藥中花粉數(shù)量不足，缺乏淀粉等儲(chǔ)藏物質(zhì)的積累。說明天豐A花藥發(fā)育不正常表現(xiàn)在二核期。
　　2.天豐A花藥中可溶性蛋白含量，可溶性糖

3、含量，脯氨酸含量，ATP及ATP酶的含量均低于保持系天豐B，尤其在二核期差異比較明顯。這可能是由于花粉在單核晚期到二核期可溶性蛋白和可溶性糖的供應(yīng)不足，ATP合酶活性降低，導(dǎo)致ATP含量減少，同時(shí)為花粉萌發(fā)和花粉管伸長(zhǎng)提供重要的能源和氮源的脯氨酸缺少，進(jìn)一步證實(shí)了天豐A花粉敗育是由于花粉中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)供應(yīng)受阻和能量缺失引起的。
　　3.對(duì)天豐A與天豐B二核期花藥進(jìn)行蛋白質(zhì)組學(xué)分析并成功鑒定了50個(gè)差異蛋白點(diǎn)，對(duì)差異蛋白點(diǎn)進(jìn)行功能注釋并

4、將其大致歸于如下8類:物質(zhì)代謝(13個(gè))，能量代謝（13個(gè)），轉(zhuǎn)錄（2個(gè)），蛋白合成（3個(gè)），蛋白儲(chǔ)存和定位（3個(gè)），細(xì)胞結(jié)構(gòu)（2個(gè)），防御系統(tǒng)（7個(gè)），未知功能蛋白（7個(gè)）。這些差異蛋白中，物質(zhì)代謝中蛋白水解酶表達(dá)量的上調(diào)和蛋白合成相關(guān)翻譯延伸因子(EF-1，EF-2)表達(dá)量的下調(diào)導(dǎo)致天豐A花粉中相關(guān)蛋白無法正常合成和降解;能量代謝中ATP合酶β亞基表達(dá)量下調(diào)使ATP合酶活性下降，導(dǎo)致能量供應(yīng)不足;參與氨基酸代謝的水解酶（有分解脯氨酸