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利用蛋白质组学策略鉴定水稻花粉功能相关的蛋白质

批准号30570932 学科分类细胞生长与分裂 ( C0702 )
负责人戴绍军 职称教授 单位名称中国科学院植物研究所
资助金额 24万元 项目类别 01 起止年月 2006年01月01日 至 2008年12月31日
主题词 水稻花粉蛋白质组蛋白质复合体有性生殖
附注说明 花粉萌发和花粉管极性生长是植物有性生殖过程的关键事件,也是研究细胞极性生长的良好模型。水稻花粉是典型的三核花粉,由于其花粉壁薄、寿命短等特点,其萌发与花粉管极性生长的分子机理并不十分清楚。本研究将在建立高效水稻花粉离体萌发培养系统的基础上,利用蛋白质组学技术,分析花粉萌发前后蛋白质和蛋白质复合体表达特征,解析其表达丰度、修饰状态和特定修饰位点,以及细胞定位等时空动态特征变化,确定参与细胞骨架运动、信号传导、蛋白质合成与细胞壁代谢等重要代谢过程的功能蛋白质;用RNAi技术确定关键基因在花粉萌发与花粉管极性生长中的作用。继而通过整合的蛋白质组动态信息与RNAi结果,初步揭示花粉黏着、花粉-柱头识别、萌发启动和花粉管极性生长的分子机制。为深入认识单子叶植物花粉发育和受精过程的调控机制,解释水稻等禾谷类作物雄性不育机理提供重要的蛋白质功能信息,为提高作物产量提供理论基础。

成果

序号 课题 类型 参与人
0 Proteomic identification of differentially expressed proteins associated with pollen germination and tube growth reveals characteristics of germinated Oryza sativa pollen. 会议
1 问荆孢子萌发过程差异表达蛋白质的初步研究 会议
2 花粉蛋白质组学研究进展 期刊
3 蕨类植物性别分化对环境的响应 期刊
4 植物蛋白质组学研究若干重要进展. 期刊
5 Proteomics of pollen development and germination 期刊
6 蕨类植物孢子与种子植物花粉萌发的比较 期刊
7 Proteomic identification of differentially expressed proteins associated with pollen germination and tube growth reveals characteristics of germinated Oryza sativa pollen 期刊

摘要

结题摘要 花粉在植物有性生殖过程中具有重要作用。我们以水稻为模式,利用蛋白质组学技术首次报道了被子植物花粉萌发过程中差异表达蛋白质的功能类群特征,为进一步揭示花粉萌发和花粉管生长的分子机制提供了重要的蛋白质水平信息。我们共获得了水稻花粉体外萌发过程中差异表达的160 个鉴定结果(代表120 种蛋白质),生物信息学分析表明它们隶属于13 个功能类群。其中,参与细胞壁代谢、蛋白质代谢、细胞骨架动态、胁迫反应、糖类和能量代谢的蛋白质被高度代表。共有73种蛋白质在花粉萌发过程中表达丰度上调,包括参与蛋白质代谢、细胞骨架动态变化、离子转运,以及糖类和能量代谢的蛋白质等。有41 种蛋白质可能在萌发过程中被释放到培养基中(柱头上),参与柱头细胞和花粉管通道细胞细胞壁的松弛和水解,或者参与花粉-柱头的信号识别过程。有8种传统认为是参与糖类和能量代谢的酶可能在萌发过程中被释放到培养基中。有23%的蛋白质以多个同工型的形式存在,并且有29 种蛋白质的多个同工型的表达丰度在萌发过程中发生变化,主要参与细胞壁代谢、能量代谢、细胞骨架、胁迫反应和离子运输等代谢过程,其中14 种蛋白质可能被磷酸化或者糖基化修饰。

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