發(fā)布時間：2018-06-27 21:53

  本文選題：棉花核雄性不育 + 花藥發(fā)育　； 參考：《山東農(nóng)業(yè)大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：蛋白質(zhì)是基因表達(dá)的最終產(chǎn)物,是生命功能的執(zhí)行者。利用蛋白質(zhì)組學(xué)來研究生命的現(xiàn)象和本質(zhì),具有不可替代的優(yōu)越性。本實(shí)驗(yàn)以棉花新型單隱性核雄性不育系21A不育株與可育株為材料,利用iTRAQ定量蛋白質(zhì)組學(xué)的研究方法,研究棉花核雄性不育機(jī)理提供參考。主要結(jié)果如下:1.取可育株(F)和不育株(S)的造孢細(xì)胞時期(1)和花粉母細(xì)胞減數(shù)分裂至四分體形成時期(2)花蕾樣品(分別標(biāo)記為F1、F2、S1、S2)采用iTRAQ方法結(jié)合高效液相串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù),總共鑒定到8123個蛋白質(zhì),其中至少有2個肽段的覆蓋3941個蛋白質(zhì)。2.對鑒定的8123個蛋白,分別進(jìn)行GO、COG、Pathway的功能注釋:(1)GO注釋:在生物學(xué)過程分類中,“代謝過程”(3535,62.97%)、“細(xì)胞過程”(3187,56.77%)占得比例最大;在細(xì)胞組分中,在“細(xì)胞”(3189,56.80%)、“細(xì)胞部分”(3189,56.80%)分布的蛋白最多;分子功能中,“催化活力”(3362,59.89%)、“結(jié)合”(2738,48.77%)功能的蛋白占得比例最多;(2)COG功能注釋,將蛋白共分為24個類群。其中,一般功能預(yù)測的蛋白最多(1244,25.90%),后面依次為翻譯后修飾,蛋白質(zhì)周轉(zhuǎn),伴侶(710,14.78%)翻譯、核糖體結(jié)構(gòu)與生物合成(533,11.10%),能量生產(chǎn)和轉(zhuǎn)換(459,9.56%),碳水化合物的運(yùn)輸和代謝(445,9.27%),氨基酸的運(yùn)輸與代謝(426,8.87%);核結(jié)構(gòu)(2,0.04%)和細(xì)胞運(yùn)動(10,0.21%)功能分類的蛋白質(zhì)數(shù)量最少;(3)在Pathway代謝通路注釋中,鑒定的蛋白質(zhì)共參與了128條代謝途徑。其中蛋白參與最多的途徑有代謝途徑(1768),次生代謝產(chǎn)物生物合成(1035),核糖體代謝途徑(278),內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白加工(221),RNA轉(zhuǎn)運(yùn)(207),植物病原菌相互作用(183)。3.依據(jù)蛋白質(zhì)豐度水平,當(dāng)差異倍數(shù)達(dá)到1.2倍以上,且經(jīng)統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)p-value值小于0.05時,為差異蛋白。差異蛋白鑒定結(jié)果如下:(1)分別在可育株和不育株中,比較兩個花粉發(fā)育時期:F2-VS-F1中共有81個差異表達(dá)蛋白,S2-VS-S1中共有181個蛋白差異表達(dá)。花藥發(fā)育兩個時期相比,不育株和可育株中表達(dá)差異的蛋白不同。(2)在花粉發(fā)育的造孢細(xì)胞和花粉母細(xì)胞減數(shù)分裂至四分體形成兩個階段,共有差異蛋白1150個。在造孢細(xì)胞時期(S1-VS-F1):下調(diào)表達(dá)蛋白375個,上調(diào)表達(dá)蛋白295個;在花粉母細(xì)胞減數(shù)分裂時期(S2-VS-F2):有442個下調(diào)表達(dá)蛋白,340個上調(diào)表達(dá)蛋白。在花藥發(fā)育兩個階段,差異蛋白數(shù)目隨花藥發(fā)育而增多,與鏡檢觀察結(jié)果結(jié)果相一致,這些上調(diào)下調(diào)表達(dá)的差異蛋白可能與GMS有關(guān)。4.對差異表達(dá)的1150個蛋白,進(jìn)行進(jìn)一步的GO富集分析。在生物學(xué)過程的“代謝過程”(metabolic process,502)、“細(xì)胞過程”(cellular process,449),細(xì)胞組分的“細(xì)胞”(cell,485)、“細(xì)胞部分”(cell part,485)“細(xì)胞器”(organelle,364),分子功能的“催化活性”(catalytic activity,410)、“結(jié)合”(binding,380)功能富集的差異蛋白最多。在花藥發(fā)育過程中,與可育花藥相比,不育花藥中的上調(diào)和下調(diào)表達(dá)的差異蛋白都主要富集在“分子功能”的催化活性和結(jié)合功能。5.對1150個差異蛋白進(jìn)行COG功能分析,結(jié)果表明O(13.4%;翻譯后修飾,蛋白質(zhì)周轉(zhuǎn),和伴侶),J(10.6%;翻譯,核糖體的結(jié)構(gòu)及生物合成)、C(9.3%;能量生產(chǎn)和轉(zhuǎn)換)三大功能分類的蛋白比例占主導(dǎo)地位,表明轉(zhuǎn)錄后調(diào)控、翻譯,能量生產(chǎn)和轉(zhuǎn)換在花藥發(fā)育過程中發(fā)揮著重要的作用。6.差異表達(dá)蛋白Pathway富集分析表明代謝事件,翻譯、核糖體結(jié)構(gòu)及生物合成、碳水化合物合成與代謝、能量生產(chǎn)相關(guān)的途徑顯著富集。根據(jù)差異表達(dá)蛋白的Pathway富集散點(diǎn)圖,在造孢細(xì)胞時期,差異表達(dá)的473個蛋白參與110條代謝途徑;在花粉母細(xì)胞減數(shù)分裂至四分體形成時期,差異表達(dá)的576個蛋白共參與了111條代謝途徑。對兩個花粉發(fā)育時期特異表達(dá)的蛋白進(jìn)行分析Pathway富集分析,共有35條途徑富集。這些差異表達(dá)蛋白富集的途徑可能為闡明GMS的復(fù)雜機(jī)制有重要的意義。7.為了驗(yàn)證蛋白質(zhì)和轉(zhuǎn)錄水平的差異是否一致,并確認(rèn)蛋白質(zhì)組分析的可靠性,利用qRT-PCR分析了12個差異蛋白在花粉發(fā)育過程中的表達(dá)情況。分析表明,除了CotAD_72197在花粉母細(xì)胞減數(shù)分裂至四分體形成時期表達(dá)模式與蛋白水平不同,其他的表達(dá)情況與iTRAQ技術(shù)分析結(jié)果基本一致,蛋白質(zhì)組學(xué)分析結(jié)果比較可靠。
[Abstract]:The main results were as follows : 1 . The main results are as follows : 1 . In the classification of biological process , there are at least 2 peptide fragments covering 3941 proteins . The main results are as follows : 1 . The protein is divided into 24 groups . The main results are as follows : 1 . The protein involved in the most important pathway is metabolic pathway ( 1768 ) , secondary metabolite biosynthesis ( 1035 ) , ribosome metabolism pathway ( 3187 , 56.77 % ) . In the development of anther culture , there were a significant difference in the expression of protein in pollen development .
【學(xué)位授予單位】：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：S562

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2075403