棉花纖維起始及伸長過程中的比較蛋白質(zhì)組學(xué)研究.pdf

1、棉花，錦葵科棉屬植物，原產(chǎn)于亞熱帶，是世界上最重要的經(jīng)濟(jì)作物，纖維是主要的產(chǎn)品。棉花纖維是由棉花胚珠表皮細(xì)胞分化而來，棉纖維的發(fā)育過程可以分為四個(gè)相互有重疊的階段:纖維起始;纖維伸長階段（初生細(xì)胞壁合成與沉積）;次生細(xì)胞壁合成;成熟期。棉花纖維的產(chǎn)量與品質(zhì)由胚珠細(xì)胞的分化數(shù)量和棉花纖維的伸長長度決定，也就是說棉花纖維的產(chǎn)量與品質(zhì)決定于纖維的分化起始期和快速伸長期。蛋白質(zhì)是生物體生理生化活動(dòng)的直接參與者，蛋白質(zhì)組學(xué)的研究能直接的反映纖維發(fā)

2、育過程中的生理生化活動(dòng)調(diào)節(jié)，所以對(duì)纖維發(fā)育的起始期與伸長期的蛋白質(zhì)組學(xué)研究能夠幫助我們理解胚珠細(xì)胞分化和纖維伸長的機(jī)制，有利于我們進(jìn)行優(yōu)質(zhì)棉花品種的改良和培育。
　　本實(shí)驗(yàn)以徐州142棉花及它的無絨突變體(fl)為研究對(duì)象進(jìn)行纖維起始蛋白質(zhì)組學(xué)研究，取-2dpa、0dpa和3dpa的野生型棉花及突變體棉花胚珠進(jìn)行比較蛋白質(zhì)組學(xué)分析，鑒定到94個(gè)蛋白質(zhì)，依據(jù)GO功能注釋分為糖代謝途徑相關(guān)蛋白、細(xì)胞骨架相關(guān)蛋白、細(xì)胞氧化還原平衡調(diào)節(jié)蛋

3、白、轉(zhuǎn)錄和翻譯調(diào)控蛋白及其他功能蛋白幾類，它們?cè)谂咧榧?xì)胞的分化中起到不同的作用，但是在它們共同的調(diào)控下促進(jìn)纖維細(xì)胞分化和起始。
　　纖維的伸長一般從開花當(dāng)天開始持續(xù)到20dpa，我們選取3dpa與5dpa、8dpa與10dpa、15dpa與20dpa三個(gè)階段，進(jìn)行棉花纖維的比較蛋白質(zhì)組學(xué)分析，共鑒定到274個(gè)差異蛋白質(zhì)，依據(jù)其功能分為以下幾類:
　　(1)糖類的合成與代謝相關(guān)蛋白;
　　(2)細(xì)胞骨架結(jié)構(gòu)相關(guān)蛋白;

4、r>　　(3)細(xì)胞內(nèi)氧化還原平衡相關(guān)蛋白;
　　(4)與ATP及能量相關(guān)蛋白;
　　(5)蛋白質(zhì)的折疊、運(yùn)輸、修飾及代謝相關(guān)蛋白;
　　(6)轉(zhuǎn)錄與翻譯調(diào)控蛋白;
　　(7)響應(yīng)刺激相關(guān)蛋白;
　　(8)其他功能蛋白及未知蛋白。
　　這些蛋白在纖維伸長過程中發(fā)揮不同的功能，通過轉(zhuǎn)錄與翻譯調(diào)控控制特定基因表達(dá)，通過對(duì)蛋白質(zhì)的折疊、修飾、運(yùn)輸調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)的活性和發(fā)揮作用的亞細(xì)胞器，通過促進(jìn)纖維素、果膠等細(xì)胞

5、壁結(jié)構(gòu)和微管、微絲細(xì)胞骨架結(jié)構(gòu)合成為快速伸長細(xì)胞提供結(jié)構(gòu)組分，通過糖類代謝和ATP合成提供纖維伸長的能量和細(xì)胞伸長動(dòng)力-膨壓，另外還有關(guān)于H2O2信號(hào)及乙烯信號(hào)相關(guān)蛋白促進(jìn)纖維的伸長。在眾多蛋白質(zhì)的共同作用下，改變了細(xì)胞生理和生化活動(dòng)和形態(tài)結(jié)構(gòu)。
　　我們還對(duì)纖維伸長過程中的16個(gè)蛋白質(zhì)的mRNA表達(dá)水平進(jìn)行了檢測(cè)，并與蛋白質(zhì)水平進(jìn)行了對(duì)比分析，從整體看，發(fā)現(xiàn)兩者并沒有明顯的相關(guān)性。但對(duì)單個(gè)的蛋白質(zhì)觀察發(fā)現(xiàn)，有4個(gè)蛋白質(zhì)表達(dá)與mR