生长素和赤霉素诱导棉花纤维起始发育的转录组学和蛋白质组学研究

发布时间：2016-10-11 21:42

  本文关键词：棉花纤维发育的蛋白质组学研究，，由笔耕文化传播整理发布。

《南京农业大学》 2012年

生长素和赤霉素诱导棉花纤维起始发育的转录组学和蛋白质组学研究

姚良玉  

【摘要】：棉花是世界纺织工业的重要原料,具有重要的经济价值。其发育可以分为起始、延伸、次生壁加厚和成熟四个时期。起始期是决定棉花纤维数量的关键时期,同时这一时期植物激素的调控起到关键作用。因此从转录水平和蛋白质水平同时研究激素对于纤维起始发育的调控对于揭示纤维起始发育的分子机制具有重要意义。 本试验以陆地棉徐州142开花前1天胚珠为起始材料,分别将胚珠培养在不加任何激素、添加0.5μMGA3、5μMIAA口0.5μM GA3+5μM IAA的BT液体培养基(Beasley and Ting's Medium)培养1天和3天。以无激素培养胚珠为对照,采用高通量Illumina测序技术进行转录组测序,筛选(p0.001,|log2Ratio≥1)后共获得显著差异表达基因10,057个。GO功能注释和代谢路径的分析表明,这些差异表达基因参与DNA合成、糖代谢、次生代谢、脂肪酸代谢、三羧酸循环、糖酵解及碳固定多个代谢途径(p0.05,q0.05)。其中,参与植物激素合成和信号转导的候选基因2,330个,占总差异表达基因的23.2%。共有371个差异表达基因参与多个激素合成和信号转导路径。1,670个差异表达基因涉及67个转录因子家族。主要有bHLH家族(103个)、MADS家族(100个)、MYB-related家族(100个)、AP2-EREBP家族(99个)、FAR1家族(85个)、HB家族(76个)、C3H家族(73个)、MYB家族(73个)、WRKY家族(70个)、PHD家族(63个)、NAC家族(59个)、C2H2家族(52个)和AUX/IAA家族(51个)。且各转录因子在不同激素诱导和生长阶段下的响应也是各有不同。同时,Mapman分析发现,在细胞壁合成中差异表达基因包括编码阿拉伯半乳糖、果胶多糖、纤维素、半纤维素合成的重要酶类；在淀粉和蔗糖代谢途径中有蔗糖磷酸合成酶1个、蔗糖转运体2个、UDP-糖基转移酶5个、中性蔗糖酶7个、pfkB型糖激酶家族蛋白3个、已糖激酶1个、1-磷酸葡萄糖磷酸转移酶4个淀粉合酶3个、淀粉分支酶2个、淀粉磷酸化酶2个、淀粉裂解酶4个、淀粉运输1个。 采用iTRAQ(isobaric tagging for multiplexed relative and absolute protein quantitation)定量蛋白质组学分析技术进行差异蛋白质鉴定,筛选(Ratio1.3或Ratio0.7,FDR0.05)后共获得显著差异表达蛋白1,299个。GO功能注释和代谢路径的分析表明,差异表达蛋白主要参与核糖体组装、氧化磷酸化作用、次生代谢、脂肪酸代谢、三羧酸循环及碳固定代谢路径(p0.05,q0.05)。利用蛋白网络分析软件Pathway studio5.0预测激素诱导下差异表达蛋白间的相互作用,根据构建蛋白相互作用网络调节图发现,激素诱导下差异蛋白间的相互作用主要集中在：蛋白质合成/折叠/分解、RNA生物进程、翻译起始/延伸调控、电子传递、糖酵解、应激反应和运输。通过KEGG (Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)分析鉴定细胞骨架蛋白类蛋白15个,其中肌动蛋白3个、肌动蛋白结合蛋白4个、微管蛋白2个、微管蛋白结合蛋白2个、膜联蛋白4个；细胞色素P450类蛋白5个,包括CYP73A家族2个,CYP75B家族2个,CYP98A家族1个；蛋白激酶类蛋白13个,包括5'-AMP活化蛋白激酶-催化α亚基1个、钙依赖型蛋白激酶2个、酪蛋白激酶1个、酪蛋白激酶Ⅱ-α亚基6个、细胞外信号调节激酶1个、丝裂原活化蛋白激酶1个、调节激酶1个。

【关键词】：
【学位授予单位】：南京农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：S562
【目录】：

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