水稻垩白性状相关蛋白质的分析与鉴定

【摘要】垩白性状是稻米品质的重要指标,从蛋白质组学水平上研究垩白形成的机制,对于减少稻米平白发生、选育优质水稻品种具有重要意义。本研究利用高垩白品种广陆矮4号(GLA4)和低垩白品种佳辐占(JFZ)作为亲本进行杂交构建的重组自交系(RIL12)群体中部分垩白性状差异大的株系和两亲本及其正反交F1为研究材料,运用蛋白质组学技术研究分析比对其稻米胚乳中的差异蛋白质点并进行质谱鉴定,寻找与稻米垩白性状相关的蛋白质,从蛋白质组遗传方法上探索稻米垩白形成的信息。主要研究结果如下：(1)对GLA4、JFZ及其正反交F1和7个高垩白率与3个低垩白率的重组自交系株系的稻米平白观测结果表明,GLA4与高垩白率株系的垩白粒率和垩白度都较高,其垩白粒率均在90%以上、垩白度在32%以上；JFZ与低垩白率株系的垩白粒率和垩白度都较低,其垩白粒率均在18%以下、垩白度均低于7%；正反交F1的垩白粒率介于双亲之间,垩白度则偏向低值亲本。说明垩白性状主要受遗传因素影响。(2)运用双向电泳技术分析比较开花后第18天的GLA4和JFZ及其正反交F1代籽粒的2-DE蛋白质图谱,结果表明每块胶上可检测到稳定表达的蛋白质点约800个,其中亲本间差异表达的蛋白质点共51个,这些差异蛋白质大部分可在正反交F1代图谱中检测到,且表达量在双亲表达量之间。说明这些差异蛋白质呈共显性表达。(3)运用蛋白质组学技术分析获得开花后第18天在亲本间与高低垩白株系间具有共同差异蛋白点共18个,获得其中15个蛋白质点的质谱鉴定结果,其中包括颗粒性淀粉合成酶(GBSSI)、可溶性淀粉合成酶(SSI)和G-1-P腺苷酰转移酶大亚基(AGPPSH2)。这三种酶是淀粉生物合成途径中的关键酶,调控淀粉中直链淀粉和支链淀粉的合成。推测稻米的垩白发生与胚乳内淀粉合成有关。(4)运用蛋白质组学技术分析GLA4和JFZ在籽粒发育的4个不同时期中蛋白质点的动态变化发现,随着籽粒的不断发育,两个亲本籽粒中蛋白质的数口均呈递减趋势。JFZ在籽粒发育早期蛋白质的数量明显多于GLA4,到发育后期两者趋于相同,表明稻米垩白形成可能与早期籽粒内蛋白质数口有关。在整个籽粒发育过程中GLA4中GBSSI表达量均高于JFZ,表明水稻垩白的形成可能跟该酶的表达量有关。
【作者】马娟；
【导师】黄育民；
【作者基本信息】厦门大学，遗传学，2014，硕士
【关键词】水稻；稻米垩白；蛋白质组学；

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