不同抗性玉米自交系对玉米粗缩病应答反应的蛋白质组学分析

摘要

玉米是全世界总产量最高的粮食作物，是重要的饲料来源和工业原料，在国民经济中占有重要的地位。在我国玉米粗缩病是影响玉米产量的重要病害之一，研究不同抗性玉米自交系对玉米粗缩病应答反应的蛋白表达，可以探索抗病相关基因的分子调控机制，增强抗病机理的认识，为抗粗缩病玉米育种工作提供理论依据。 本实验使用感病自交系郑58和抗粗缩病玉米自交系LN287在胶州实验基地种植，各分为对照组和处理组两组，对照组自播种后用网棚笼罩防止灰飞虱的侵染，处理组无保护进行田间感病，播种后第45、60、75天对郑58和LN287对照组、处理组分别取样，对材料的田间表型、理化性状进行对比统计和实验测量，对粗缩病病原进行了定性定量鉴定并运用蛋白质组学方法研究了玉米叶片可溶性蛋白的表达差异，得到一系列结果: 1.探究了粗缩病对不同抗性玉米自交系理化性状的影响:田间性状的表现，郑58表现了明显的感病症状，LN287则没有感病;叶片叶绿素含量， POD、CAT活性的变化方面，郑58感病后都呈现下调的趋势，而LN287则上调;SOD活性的变化与材料感病性没有明显的相关性。 2.对本地区玉米粗缩病病毒进行了定性定量鉴定:通过特异性引物的鉴定和荧光定量RT-PCR检测，本地区粗缩病病原为RBSDV，可在郑58感病处理组材料大量检测到，郑58空白组及LN287空白组、处理组均未检测出。 3.建立了玉米粗缩病叶片可溶性蛋白的蛋白质组学研究方法:改良的TCA/丙酮法更适合玉米叶片可溶性蛋白的提取;确定了长24cm，pH4-7线性IPG胶条适合玉米可溶性蛋白的双向电泳分析;使用银染、考马斯亮蓝染色相结合的染色策略兼顾了分析的准确性和质谱鉴定的兼容性。 4.完成了对不同生长期、不同抗性玉米自交系材料的蛋白质组学分析。实验表明，三次取样进行双向电泳分析后，郑58感病材料与空白对照相比有17个蛋白点表达上调，27个下调，LN287则有26个上调，15个下调。将差异蛋白质点进行质谱分析鉴定，鉴定蛋白可分为六类:光合作用相关蛋白，细胞结构相关蛋白，能量代谢相关蛋白，物质代谢相关蛋白，抗性相关蛋白，功能未知蛋白。

目录

声明

摘要

第一章 文献综述

1．研究目的和意义

2．玉米粗缩病

2．1 粗缩病的病症和对产量的影响

2．2 病原、寄主和传播方式

2．3 防治方法

3．蛋白质组学

3．1 蛋白质组学概念、内容及其产生背景

3．2 蛋白质组学相关技术

3．3 蛋白质组学的应用

第二章 粗缩病对玉米自交系理化性状的影响

1．材料和方法

1．1 供试材料

1．2 实验方法

2．结果与分析

2．1 粗缩病对玉米叶片叶绿素含量的影响

2．2 粗缩病对玉米叶片SOD活性的影响

2．3 粗缩病对玉米叶片POD活性的影响

2．4 粗缩病对玉米叶片CAT活性的影响

3．讨论

第三章 玉米粗缩病蛋白质组学研究方法的建立

1．实验材料

2．仪器设备和试剂

2．1 主要仪器

2．2 主要试剂和溶液配制

3．实验方法

3．1 植物叶片可溶性蛋白的提取

3．2 Bradford法测定蛋白质浓度

3．3 第一向IEF等电聚焦

3．4 第二向SDS—PAGE

3．5 染色

3．6 凝胶的扫描与图像分析

3．7 差异蛋白质的MALDI-TOF-MS鉴定及数据库比对

4．结果分析

4．1 提取方法的改进对蛋白质提取的影响

4．2 胶条的选择

5．讨论

第四章 粗缩病的鉴定

1．田间调查

2．粗缩病病毒的RT-PCR鉴定

2．1 引物的设计

2．2 粗缩病病毒RNA的提取

2．3 RNA的逆转录

2．4 RT-PCR反应鉴定粗缩病病原

2．5 荧光定量PCR分析

3．讨论

第五章 粗缩病应答反应的蛋白质组学分析

1．材料与方法

1．1 供试材料

1．2 实验方法

2．结果与分析

2．1 郑58播种45天取样材料的蛋白质组学分析

2．2 郑58播种60天取样材料的蛋白质组学分析

2．3 郑58播种75天取样材料的蛋白质组学分析

2．4 郑58差异蛋白的功能分类

2．5 LN287播种45天取样材料的蛋白质组学分析

2．6 LN287播种60天取样材料的蛋白质组学分析

2．7 LN287播种75天取样材料的蛋白质组学分析

2．8 LN287差异蛋白的功能分类

3．讨论

3．1 不同时期差异表达蛋白数量的变化

3．2 光合作用相关蛋白

3．3 能量代谢相关蛋白

3．4 物质代谢相关蛋白

3．5 细胞结构相关蛋白

3．6 抗性相关蛋白

参考文献

符号和缩略词说明

致谢

在读期间发表论文情况