红莲型细胞质雄性不育水稻单核期花粉蛋白差异表达分析

 为在孢子发育时期从蛋白质水平更好地理解细胞质雄性不育的分子机理,对红莲型细胞质雄性不育水稻的不育系粤泰A、保持系粤泰B及其F1（红莲优6号）单核期花粉总蛋白质采用固相pH梯度等电聚焦/SDS PAGE（3~10非线性胶条）进行双向电泳分离,利用基质辅助激光解析电离飞行时间质谱（MALDI TOF/MS）或者LC MS/MS分析对其中15个差异点进行鉴定,并对已鉴定的蛋白质点进行亚细胞定位和功能分析。发现与可育系相比,不育系有部分参与物质和能量代谢、细胞周期、转录、物质转运等的蛋白质缺失或表达量降低。这些蛋白质包括K+/H+协同运输蛋白、锌指蛋白和WD重复蛋白等。这些蛋白质的表达下调或缺失可能与线粒体供能不足而导致的花粉不能正常发育有关。     

水稻红莲型细胞质雄性不育幼穗发育过程中组织型转谷氨酰胺酶活性比较

以水稻红莲型细胞质雄性不育系粤泰A和保持系粤泰B的叶片和不同发育时期幼穗为材料,比较分析了水稻红莲型细胞质雄性不育幼穗发育过程中组织型转谷氨酰胺(tTG)酶活性变化,建立了适合水稻tTG酶活性分析的酶联免疫法（ELISA）测定反应体系。研究发现tTG酶活性受钙离子正调控,并且无论是粤泰A还是粤泰B,衰老叶片中tTG酶活性都高于新叶片,但粤泰A与粤泰B之间的差异不明显;不育系粤泰A自四分体到二核期的幼穗不同发育阶段,tTG酶活性随着花粉发育而增强,在二核期达到最高,而在保持系粤泰B中,tTG酶活性没有随发育进程发生显著变化。推断tTG酶与花粉败育过程中的细胞程序性死亡有关。     

玉米细胞质雄性不育系JnA的育性遗传分析及分组鉴定

通过对玉米细胞质雄性不育系JnA的花药、花粉形态观察,恢保关系鉴定,F2代育性分离观察及F1代花粉碘液染色镜检,初步确定JnA应属于S组细胞质雄性不育。从JnA×恢313的F2出现少量不育株和半恢株的情况看,JnA不育性的恢复既受主效基因控制,又受微效多基因控制。细胞学观察发现,JnA的败育时期发生在单核晚期至二核花粉期,败育发生与绒毡层解体异常有关。     

大豆质核互作雄性不育系NJCMS1A和其保持系的不同器官蛋白质组比较

质核互作雄性不育在杂种优势利用中起着重要作用,探讨质核互作雄性不育发生的机理具有重要的理论和实践意义.本研究开展大豆质核互作雄性不育系NJCMS1A与其保持系NJCMS1B的不同器官蛋白质组比较分析.以大豆质核互作雄性不育系NJCMS1A和其保持系NJCMS1B的种子、叶片和花药为材料,采用双向凝胶电泳技术对其蛋白质进行分离,考马斯亮蓝染色,获得重复性好的蛋白质双向电泳图谱,利用PDQuest软件处理分析,寻找差异表达蛋白.结果发现不育系NJCMS1A与其保持系NJCMS1B的种子2-DE图谱间存在7个差异表达蛋白点,其中3个在NJCMS1A中表达而在NJCMS1B中缺失,3个在NJCMS1A中缺失而在NJCMS1B中表达,1个在NJCMS1A中表达量明显增强;苗期叶片2-DE图谱间基本一致,没有差异表达蛋白点;单核小孢子期花药2-DE图谱间有9个差异表达蛋白点,其中3个在NJCMS1A中表达而在NJCMS1B中缺失,6个在NJCMS1A中缺失而在NJCMS1B中表达;二胞花粉期花药2-DE图谱间有24个差异表达蛋白点,其中10个在NJCMS1A中表达而在NJCMS1B中缺失,12个在NJCMS1A中缺失而在NJCMS1B中表达,2个在NJCMS1B中表达量明显增强.两系花药间存在较多差异表达蛋白点,种子间仅有少量差异表达蛋白点,而苗期叶片间基本没有差异表达蛋白点,说明不育基因表达具有时空性和器官特异性,与育性有关的蛋白主要在花药中表达.     

甘蓝型油菜叶片蛋白质双向电泳体系优化

比较了甘蓝型油菜叶片总蛋白质提取的2种不同方法,探讨了叶片蛋白质分离的双向凝胶电泳技术优化方案.结果表明:采用TCA/丙酮法较Tris-Cl法更适合蛋白质提取,选择pH为4～7的固相胶条和分离胶浓度为12％的聚丙烯酰胺凝胶(SDS-PAGE)能够使蛋白质得到充分分离,采用考马斯亮蓝G250染色剂进行2次染色,可提高2-DE分辨率和实验解析度,优化后的双向电泳体系能够分离出2000个以上的蛋白点,并且重复稳定性好.     

几类小麦雄性不育系育性敏感时期可溶性蛋白质和ATP酶活性的分析

为了研究K型和YS型小麦雄性不育系雄性不育的生化机制,用Native-PAGE凝胶电泳技术对稀盐缓冲液提取的不育系及其保持系育性敏感期旗叶和小穗中的可溶性蛋白进行了分析,并对不育系和保持系小穗质膜和液泡膜H+-ATP酶活性进行了比较.结果显示,1B/1R类K型不育系3314A和非1B/1R类K型不育系732A的同型保持系732B的旗叶在二核期和三核期均出现一分子量大小相同的特异性条带.对小穗的电泳结果显示,1B/1R类K型不育系3314A和非1B/1R类K型不育系732A单核期与其同期相应保持系相比,表达了一些特异性的蛋白.而YS型光温敏不育系A3017二核期和三核期比单核期多出现了特异蛋白条带.这些小穗中表达的特异蛋白可能与育性相关.另外,通过对质膜和液泡膜H+-ATP酶活性测定表明,不育系小穗单核期ATP酶活性较高,尤其是不育系液泡膜H+-ATP酶活性在单核期均明显偏高.     

龙眼胚性愈伤组织γ-ECS基因的克隆及表达分析

为探讨红麻细胞质雄性不育形成的分子遗传机理，以红麻细胞质不育系L23A和保持系L23B开花期叶片为材料，对其红麻蛋白质双向电泳体系进行研究，比较TCA/丙酮和酚抽提法提取红麻叶片总蛋白，同时优化上样量和样品制备方法，建立了红麻蛋白质的双向电泳技术体系和凝胶成像染色法，利用PDquest软件分析双向电泳凝胶的相关差异蛋白。结果表明：（1）TCA/丙酮法比酚抽提法更适合于ISO-DALT电泳系统；（2）TCA/丙酮提取的红麻叶片粗蛋白平均产量为31.67 mg/g，是酚抽提法的1.77倍, 但裂解效率为160 mg/g，是酚抽提法的36％；（3）每根胶条最佳上样量为300 μg；（4）考马斯亮蓝G-250比R-250以及银染色法效果更佳，在17 cm×17 cm的凝胶上平均可获得708个蛋白质点。本研究建立的红麻细胞质雄性不育系与保持系总蛋白提取方法及双向电泳体系，可为揭示红麻雄性不育分子机理奠定基础。     

三种甘蔗叶片蛋白质分离纯化方法比较及双向电泳体系优化

为了优化适用于甘蔗叶片蛋白质的分离纯化方法与双向凝胶电泳体系,比较了3种蛋白质分离纯化方法对甘蔗叶片蛋白质的SDS-PAGE电泳图谱、蛋白质提取率以及双向凝胶电泳的影响,同时优化了双向电泳条件。结果显示,SDS提取法的SDS-PAGE电泳图谱中条带较少,蛋白质沉淀杂质多,效果差;三氯乙酸/丙酮沉淀法蛋白质沉淀得率高,但沉淀复溶性差,蛋白质溶液浓度低,难于满足双向电泳大胶的高上样量要求;酚抽提法蛋白质沉淀得率虽低,但沉淀纯度高、复溶性好,蛋白质溶液浓度高,是适合双向电泳分离纯化甘蔗叶片蛋白质的理想方法。酚抽提法蛋白质双向凝胶电泳合适的胶条p H范围为4~7,17 cm大胶合适的上样量为800μg,平均可分离出954个蛋白点。     

F型小麦雄性不育系小孢子发育的细胞学观察

为明确F型小麦雄性不育系雄性败育的细胞学机理,以西农979为对照,采用醋酸洋红染色制片等方法观察花粉母细胞减数分裂、小孢子发育过程及成熟花粉粒育性表现,并套袋自交,于成熟期统计结实率。结果发现,F型小麦雄性不育系仅有2.15%的花粉母细胞减数分裂Ⅱ异常,其余绝大多数花粉母细胞减数分裂正常,但小孢子由单核期进入二核期后,生殖核和营养核先后降解,导致无核小孢子的出现,其比率为77.04%。成熟花粉粒经1% I₂-KI染色后显示异常的花粉粒比率高达94.8%,其中包括圆败、典败和染败类型,但以染败型为主。F型小麦雄性不育系套袋自交结实率为2.5%。上述三方面的研究结果彼此相符,据此认为,小孢子由单核期进入二核期后,生殖核和营养核先后降解导致无核小孢子的产生是F型小麦雄性不育系雄性败育的主要细胞学原因。     

野败型不育系花粉组成浅析

野败型不育系的花粉 败育时间,大多在单核边 位期和二核初期。这时大 多数细胞壁尚未充实,细 胞内容物很少,所以用 KⅠ-I溶液将花粉染色在 显微镜下观察。花粉粒呈 皱缩而不染色,称为典败 花粉。还有一部分花粉的 细胞壁已经加厚。败育时 花粉壁不皱缩,也不染 色,称为回败花粉。有时 生殖核败育后,细胞质和 营养核尚有部分功能或败 育稍迟,花粉中积有淀粉 颗粒,KⅠ-I溶液可以着 色,称为染败花粉。水稻雄性不育植株花粉中典败、圆败和染败花粉所占的比例;称为不育系的花组成。 一株水稻由于发育进度的不一致,花粉败育时间上稍有参差,加上取…     

橡胶树胶乳全蛋白的提取及双向电泳分析

以橡胶树无性系RRIM600为材料，采用TCA(三氯乙酸)-丙酮沉淀法提取胶乳全蛋白，17 cm pH 5～8固相pH梯度预制干胶条和快速银染法对提取的蛋白进行分离和染色，所得到的电泳图谱背景清晰，横条纹和竖条纹少，且蛋白点数量多。通过本研究获得了高分辨率的胶乳全蛋白双向电泳(2-DE)图谱的方法，为进一步开展橡胶树胶乳全蛋白质组学研究奠定了基础。     

龙眼种子蛋白质组双向电泳技术的优化

为建立适用于龙眼（Dimdcarpus longanaLour.）种子蛋白质组研究的双向电泳技术,对龙眼种子蛋白质的IEF、平衡时间及染色方法等关键步骤进行了优化。结果显示,龙眼种子蛋白质主要分布在pH4-7范围内,采用酚抽法,在聚焦达到50000 W.h的情况下能充分地聚焦,等电聚焦后经平衡缓冲液Ⅰ还原15 min,再经平衡缓冲液Ⅱ二次平衡20 min,考马斯亮蓝染色,24 cm IPG胶条上样量为1.2 mg时,在龙眼种子双向电泳图谱上检测到1000个多个蛋白点,蛋白点清晰,分辨率较好。本研究所建立的一套适用于龙眼种子蛋白质组分析的双向电泳方法分辨率和重复性较高,重复样品图谱间的相关系数在0.88-0.945之间。     

Susceptibility to Coolness at the Young Microspore Stage under High Nitrogen Supply in Rice (Oryza Sativa L.). Proteome Analysis of Mature Anthers

Abstract

In vitro pollen germination experiment using agar plates showed that the growth under high nitrogen conditions enhanced the damage to pollen germination ability caused by the cooling at the young microspore stage. To clarify the physiological factors related to this damage to pollen germination, we performed the comparative proteome analysis of mature anthers and identified proteins that were changed by high nitrogen conditions or high nitrogen plus cooling conditions. Proteins were extracted from mature anther samples and separated by two-dimensional polyacrylamide gel electrophoresis. By comparing anther protein maps of the samples collected from the plants grown under standard nitrogen conditions, high nitrogen conditions and high nitrogen plus cooling conditions, we found 11 protein spots, which varied with the treatment. These protein spots were identified based on the rice proteome database and/or peptide mass fingerprinting (PMF) analysis after digestion with trypsin. Digested samples were analyzed by matrix-assisted laser desorption/ionization-time flight mass spectrometry to produce PMF data. Database searches using these PMF data revealed the identities of 9 proteins. Seven of these proteins were polypeptides involved in cell elongation, stress responses and sugar metabolism. The relation between the fluctuations of these proteins and the decrease in pollen germination are discussed.     

孕穗期水稻不同功能叶的发育蛋白质组学分析

 从蛋白质组学角度对杂交水稻汕优63孕穗期4个叶位功能叶片蛋白质组变化进行了研究,以揭示水稻孕穗期叶片蛋白质组的表达差异。4个不同时期功能叶片蛋白质经双向电泳得到分离,应用Imagemaster 2D Elite 5.0软件对所得到的双向电泳图谱进行分析比较,共得到差异表达蛋白质点23个,差异表达蛋白质点经质谱分析,有14个得到鉴定。对鉴定出的蛋白功能进行研究,结果表明:差异表达的蛋白质大部分(9个)为参与光合作用和呼吸作用的蛋白质;其次为与蛋白结构及功能调控相关的蛋白质(3个),表达量表现为随叶位上升而上调;其余为参与氨基酸代谢的蛋白质(2个),表达量在较低叶位叶片中无显著规律,在剑叶中的表达量显著上调。蛋白质是细胞功能执行者,受细胞功能或细胞环境变化的影响,因此,上述蛋白质发生变化的原因应与水稻不同叶位叶片生长发育特性有关。     

巴西橡胶树叶片蛋白样品的制备及质谱初步分析

采用TCA-丙酮沉淀法并稍做改进提取巴西橡胶树叶片总蛋白,蛋白溶解后,用试剂盒对蛋白上清液进行纯化和浓度测定。十二烷基磺酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)和双向凝胶电泳(2-DE)的结果均表明,所制得的蛋白样品质量较高,并且纯化过的蛋白样品2-DE(双向电泳)图谱效果更好(7 cm,考染)。根据预实验结果,选用17 cm IPG预制干胶条对纯化的蛋白样品进行2-DE实验,采用快速银染法进行染色,随机挖取银染胶上6个蛋白点进行MALDI-TOF MS分析和数据库检索,鉴定了3个蛋白,它们是：1-氨基环丙烷-1羧酸合酶2,核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶大亚基和F11O4.2。本实验为进一步对巴西橡胶树叶片中具有重要生物学功能蛋白的筛选和鉴定打下了方法学基础。     

干旱胁迫下橡胶树叶片差异表达蛋白的鉴定与功能解析

干旱是影响橡胶树生长和产胶的重要非生物胁迫.以橡胶树无性系热研7-33-97为试验材料,通过干旱胁迫处理后,提取并纯化样品叶片的总蛋白质,经双向凝胶电泳(2-DE)和胶图分析.结果表明,干旱胁迫与对照样品相比,干旱胁迫10 d和15 d的橡胶树叶片蛋白中共存在38个差异表达蛋白点.采用MALDI-TOF MS分析和数据库检索,对差异表达的蛋白进行鉴定和功能注释,依照功能分类,这些蛋白主要参与胁迫应激响应、能量代谢、光合作用、信号转导以及细胞定位等生物学过程.     

大豆种子萌发中蛋白质组成的双向电泳分析

采用双向电泳技术分析了大豆种子萌发时期蛋白质的差异表达.研究发现,在考染胶上,通过PDQuest分析,在成熟干种子和萌发种子的2-DE图谱上分别获得341和376个蛋白斑点,两个时期的2-DE图谱非常相近,说明绝大部分大豆种子贮藏蛋白在萌发期尚未开始降解.有21个蛋白点在萌发的大豆种子中表达量上调,9个表达量下调.对这些蛋白的进一步鉴定将有助于深入理解大豆种子萌发过程的生理及分子机制.     

巴西橡胶树木质部和树皮比较蛋白质组学研究

采用改进酚抽法提取巴西橡胶树木质部和树皮蛋白。结果显示,在双向电泳图谱上可分辨500多个蛋白点。木质部和树皮的蛋白表达谱存在明显差异。选取48个差异蛋白点或者高丰度蛋白进行MALDI-TOF MS质谱鉴定,成功鉴定出26个蛋白,其中,与氢氰酸合成相关的两个酶是树皮特有的,而半胱氨酸转甲基酶是木质部的高丰度蛋白。     

荔枝花蕊蛋白双向电泳体系的建立与优化

以荔枝品种‘元红’处于花性分化时期的花蕊为材料,对蛋白提取方法、蛋白样品上样量、凝胶浓度、平衡时间及染色方法等步骤进行优化。采用酚抽法提取蛋白质,用24 cm、pH4~7的IPG胶条,1.2 mg上样量,12%T凝胶,胶条平衡20 min,用考马斯亮蓝法染色,2-DE图谱经ImageMaster 2D Platinum软件分析,可以检测到至少1 200个蛋白点。荔枝雌花双向电泳体系的建立,为开展荔枝花性分化蛋白质组学方面的研究奠定了基础。     

橡胶粒子膜蛋白双向电泳体系的建立和质谱初步分析

橡胶粒子是橡胶树乳管细胞中进行橡胶生物合成的一种特殊细胞器。参与橡胶生物合成的橡胶转移酶、橡胶延长因子等重要酶类和相关的蛋白质调控因子均定位于橡胶粒子的表面或镶嵌于橡胶粒子膜中。本研究在SDS-PAGE分离橡胶粒子膜蛋白的基础上,使用pH3￣10非线性IPG胶条进行2-DE双向电泳,成功地分离了橡胶粒子膜蛋白,在2-DE银染胶上共得到约520个蛋白质点,并通过基质辅助激光解吸附飞行质谱(MALDI-TOF)对部分蛋白质点进行了初步分析鉴定。检索蛋白质数据库证明其中的蛋白质点包括橡胶延长因子(REF)和橡胶过敏蛋白Hev3等典型的橡胶粒子膜蛋白,另外还有一些功能未知的蛋白质。从银染2-DE胶上可以看出,REF在橡胶粒子膜蛋白中占有很大的比例,这表明REF在橡胶生物合成中可能具有非常重要的作用。通过比较蛋白质组学研究发现,橡胶粒子膜上存在乙烯和茉莉酸信号响应蛋白。乙烯和茉莉酸对橡胶生物合成的调控作用可能与橡胶粒子膜上存在它们的响应蛋白有关。橡胶粒子膜蛋白2-DE双向电泳体系的建立为全面研究橡胶粒子膜蛋白的组成及其变化奠定了基础。