水稻無中葉脈dl2突變體轉(zhuǎn)錄組與蛋白組的相關(guān)性分析.pdf

1、維管束存在于維管植物的根、莖、葉等器官中，對水、無機(jī)營養(yǎng)物質(zhì)、糖、氨基酸等資源的運(yùn)輸以及形成和保持植物器官的形態(tài)具有重要的作用。在植物葉片中，維管束的主要表現(xiàn)形式為葉脈。水稻作為單子葉模式植物的代表，其葉片由葉脈、葉肉和表皮緊密相連共同組成，是光合作用的主要器官。因此葉片中維管束即葉脈的分化和脈絡(luò)模式不僅在植物運(yùn)輸營養(yǎng)物質(zhì)和水分中具有重要的作用，還對植物的葉片起著機(jī)械支撐的作用，是一個(gè)重要的農(nóng)藝性狀。近年來，隨著水稻葉脈發(fā)育的研究，人們

2、不斷發(fā)現(xiàn)了葉脈發(fā)育缺陷的突變體，但對葉脈發(fā)育的分子機(jī)制的了解還知之甚少。除此之外，水稻作為我國主要的糧食作物之一，其葉脈的發(fā)育狀況直接影響植物的光合作用、蒸騰作用、抗逆性等生理功能，最終影響作物產(chǎn)量。因此，探究葉脈發(fā)育的分子機(jī)制不僅有助于人們了解植物維管束的發(fā)育過程，還可以從分子遺傳水平上去分析調(diào)控葉脈發(fā)育的信號模式，從而利用生物技術(shù)手段來改良葉片形態(tài)，提高植物的光和效率、抗逆性等，進(jìn)而提高作物產(chǎn)量。因此，深入研究單子葉植物葉脈發(fā)育的分

3、子機(jī)制具有重要的理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
　　我們研究的植物材料來自于秈稻品種‘N45-2’的突變體dl2，主要從轉(zhuǎn)錄水平和蛋白水平對dl2突變體進(jìn)行差異表達(dá)分析，其主要研究結(jié)果如下：
　　①數(shù)字基因表達(dá)譜（DGE）分析dl2突變體在轉(zhuǎn)錄水平上的差異表達(dá)情況：
　　在dl2突變體中所有差異表達(dá)的基因共有15882個(gè)，而滿足Qvalue≥0.8，|log2ratio|≥1且P<0.05的篩選條件的差異表達(dá)基因有98個(gè)，其

4、中48個(gè)是上調(diào)表達(dá)的，50個(gè)是下調(diào)表達(dá)的。qRT-PCR分析結(jié)果與DGE分析得到的差異表達(dá)的變化趨勢一致，驗(yàn)證了數(shù)字基因表達(dá)譜的分析結(jié)果可靠。
　?、谙鄬徒^對定量同位素標(biāo)記（iTRAQ）技術(shù)分析dl2突變體在蛋白水平上的差異表達(dá)情況：
　　在dl2突變體中滿足差異倍數(shù)達(dá)到1.6倍以上，且p-value值小于0.05的篩選條件的差異蛋白共有141個(gè)，其中94個(gè)是上調(diào)表達(dá)的，47個(gè)是下調(diào)表達(dá)的。
　?、坜D(zhuǎn)錄組聯(lián)合蛋白組分

5、析dl2突變體中差異表達(dá)情況：
　　1)以(≥fiveTagsinallthreeruns，ratio≥2，Q≥0.8)，P<0.05為標(biāo)準(zhǔn)，將蛋白組分析中得到的141個(gè)差異表達(dá)蛋白映射到DGE分析中得到的98個(gè)差異表達(dá)基因，只有兩個(gè)基因被篩選出來；
　　2)以(ratio≥2，noQvalue)為標(biāo)準(zhǔn)，141個(gè)差異表達(dá)蛋白和差異表達(dá)的mRNA的正相關(guān)系數(shù)r=0.35；
　　3)141個(gè)差異蛋白和所有差異表達(dá)的mRNA

6、的相關(guān)系數(shù)r=0.088；
　　4)所有差異表達(dá)的蛋白和所有差異表達(dá)的mRNA的相關(guān)系數(shù)r=0.081；
　　綜上表明，mRNA水平和蛋白水平之間的相關(guān)性較低（modest）。
　?、軓牟町惐磉_(dá)蛋白中篩選出10個(gè)參與葉脈發(fā)育的候選蛋白，成功構(gòu)建了其中3個(gè)差異表達(dá)蛋白的超表達(dá)載體和DL基因的超表達(dá)載體，分別命名為35S::DL、35S::P02、35S::M07、35S::H05，經(jīng)農(nóng)桿菌介導(dǎo)遺傳轉(zhuǎn)化秈稻dl2突變體植株