煙草花粉管內吞作用機制的細胞學和蛋白質組學研究.pdf

1、真核細胞中,內膜系統(tǒng)和分泌機制高度統(tǒng)一,密切配合。它們對細胞內外各種大分子物質的運輸以及對質膜,液泡膜等的構成都起到關鍵性作用,這個過程相當復雜,包含內質網(wǎng),高爾基體,各種分泌囊泡的系統(tǒng)作用以及一些起到媒介作用的細胞器,例如液泡前體等。其中,內吞作用是膜成分主要運輸機制,它在花粉管和根尖這些生長旺盛的部位極其活躍,并和這些細胞的生長機制聯(lián)系緊密。
　　 本文以煙草花粉為實驗材料,使用Brefeldin A(BFA)和Ikagur

2、amycin(IKA)這兩種不同作用機理的抑制劑對生長中的花粉管進行處理,利用蛋白質組學技術獲得差異表達的蛋白質圖譜,并進行質譜分析。同時利用電子顯微鏡技術觀察細胞亞細胞結構的形態(tài)變化,以探究煙草花粉管的內吞作用和生長機制。主要研究結果如下:
　　 1.獲得了經(jīng)抑制劑處理的差異表達的煙草花粉管蛋白圖譜
　　 兩種抑制劑具有不同的作用機制,它們或通過干擾細胞骨架結構或抑制內吞作用中的參與蛋白的合成裝配,從而干擾植物細胞內吞

3、作用。我們通過雙向電泳技術,獲得差異表達的蛋白質,并對差異顯著點進行了MALDI-TOF-TOF質譜鑒定,發(fā)現(xiàn)其中28個點的表達豐度在對照試驗和經(jīng)抑制劑處理過的花粉管間差異較為顯著。鑒定出21種蛋白質,其中13個表達豐度上升,主要包括花粉管壁的修飾(果膠甲酯酶,高爾基體結合蛋白)、肌動蛋白細胞骨架組織(肌動蛋白)、能量代謝(ATP酶亞基1、異檸檬酸脫氫酶、蘋果酸脫氫酶、焦磷酸酶、葡萄糖-1-磷酸酯尿甙基轉移酶等)、信號轉導(Rab GD

4、P解離抑制因子、腺苷激酶)、蛋白質的折疊與加工(線粒體加工肽酶、蛋白質二硫化物異構酶)等；8個蛋白質的表達豐度下降,主要包括一些花粉致敏原和一些參與脅迫反應的蛋白質(過氧化物酶、過氧化氫酶、谷胱甘肽S-轉移酶等)。
　　 2.利用電子顯微鏡技術研究了亞細胞結構的變化
　　 我們發(fā)現(xiàn)經(jīng)過兩種抑制劑處理的花粉管液泡明顯減少,而在花粉管頂端出現(xiàn)大量小而多的分泌囊泡,在最頂端的區(qū)域能觀察到較大的細胞器,例如線粒體和脂肪粒。通抑制

5、劑處理后,有的高爾基體的堆疊發(fā)生一定彌散,還有一部分高爾基體趨向其反相發(fā)生彎曲,同時周圍的分泌囊泡數(shù)量減少。我們還觀察到內質網(wǎng)產(chǎn)生膨脹,一部分核糖體從從粗面內質網(wǎng)上脫離。但是并沒有發(fā)現(xiàn)線粒體在對照以及處理中發(fā)生顯著地差異。
　　 本文運用雙向電泳結合串聯(lián)質譜的方法檢測了煙草花粉萌發(fā)及花粉管生長中蛋白質組的變化,鑒定了萌發(fā)前后差異表達的蛋白質,并分析了煙草花粉萌發(fā)過程中表達豐度變化蛋白質的功能類群特征,為進一步揭示煙草花粉內吞作用