棉花纖維初始發(fā)育的磷酸蛋白質(zhì)組學研究.pdf

1、棉纖維是重要的紡織工業(yè)原料，在國民經(jīng)濟和人民生活中占有重要的地位。棉花纖維實質(zhì)上是種皮毛，是從胚珠外表皮細胞分化而來的一種單細胞結構，是迄今為止發(fā)現(xiàn)的最長的植物細胞。作為研究細胞伸長的理想模式植物，科學家們一直致力于揭示棉纖維發(fā)育的分子機理。棉花分子生物學、功能基因組學的發(fā)展已大大促進了棉花纖維發(fā)育過程中基因的表達譜及其調(diào)控機制的研究。但是，在蛋白質(zhì)翻譯、蛋白質(zhì)分解、運輸和翻譯后修飾(如磷酸化、糖基化、酰基化)等水平上的棉花蛋白質(zhì)組學研

2、究較少。
　　 本文著重于對棉花纖維初始發(fā)育時期的磷酸蛋白質(zhì)組學研究，一方面是因為棉花原始纖維細胞的分化決定著種皮細胞是否能發(fā)育成為纖維；另一方面是因為可逆的磷酸化修飾是細胞信號轉(zhuǎn)導的重要途徑，在生物發(fā)育過程中起著關鍵的調(diào)節(jié)作用。因此，開展棉花纖維初始發(fā)育時期的磷酸蛋白質(zhì)組學研究對于深入探究棉花纖維分化和突起的分子調(diào)控機制有著重要的意義。
　　 本文以陸地棉品種徐州142(WT)及其無絨無絮突變體(fl)初始發(fā)育時期的開

3、花前3天(-3 DPA)、1天(-1 DPA)、開花當天(0 DPA)的胚珠為材料，通過比較磷酸化蛋白質(zhì)組學的分析，鑒定了與棉花纖維初始發(fā)育相關的磷酸蛋白質(zhì)，分析了蛋白質(zhì)磷酸化修飾在棉花初始發(fā)育中所起的重要作用，并探討了棉花纖維分化和突起的可能機理。研究結果如下：
　　 1.由于棉花富含酚類和多糖，而磷酸化蛋白質(zhì)在提取的過程中又十分容易脫磷酸化，因此本研究首先評價了 TCA-苯酚法和改良苯酚法兩種蛋白提取方法在蛋白產(chǎn)量、蛋白純度

4、和電泳圖譜等方面的差異，明確了改良苯酚法能最大限度的保證磷酸蛋白質(zhì)的質(zhì)量和產(chǎn)量，適用于提取棉花胚珠總蛋白應用于磷酸化蛋白質(zhì)組學研究。同時發(fā)現(xiàn)，選用pH4～7的18cm IPG膠條，以被動吸漲上樣方式來進行IEF的雙向電泳能很好地分離棉花胚珠磷酸蛋白質(zhì)。
　　 2.采用MOAC(金屬氧化物/氫氧化物親和層析)先富集磷酸化蛋白質(zhì)再對其進行2-DE分析，和先對總蛋白質(zhì)進行2-DE分析再用Pro-Q Diamond磷酸化特異性染色染料進

5、行染色這兩種策略分析棉花磷酸化蛋白質(zhì)，對比雙向電泳圖譜發(fā)現(xiàn)，直接對棉花總蛋白2-DE膠進行Pro-Q Diamond特異性染色所得到的磷酸蛋白質(zhì)圖譜蛋白質(zhì)點較多，能對棉花胚珠中的磷酸蛋白質(zhì)進行全景式的觀察與分析。初步建立了雙向電泳一特異性熒光染色一質(zhì)譜鑒定的棉花磷酸化蛋白質(zhì)組研究的技術路線。
　　 3.在此技術平臺基礎上，本文對WT和fl纖維初始發(fā)育階段的-3、-1、0 DPA胚珠的磷酸蛋白質(zhì)進行了比較分析。經(jīng)PDQuest軟件