中国稻米 ›› 2013, Vol. 19 ›› Issue (4): 153-153.DOI:

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水稻强弱势籽粒灌浆差异的比较蛋白组学分析(摘要)

  1. 福建农林大学农业生态研究所 福建省农业生态过程与安全监控重点实验室 福建省作物生态与分子生理学高校重点实验室;福州 350002
  • 出版日期:2013-07-20 发布日期:2013-07-20
  • 通讯作者: 林文雄
  • Online:2013-07-20 Published:2013-07-20

摘要: 水稻尤其是大穗型的水稻,存在着强弱势籽粒灌浆差异的现象,弱势籽粒灌浆差限制了水稻高产潜力的发挥。为了明确强弱势籽粒灌浆差异形成的分子机制,本研究构建了强弱势籽粒灌浆不同时期的蛋白表达及磷酸化蛋白表达图谱,共鉴定到156个蛋白点和54个磷酸化蛋白点在强弱势籽粒之间出现表达变化,其中既出现蛋白表达变化又出现磷酸化修饰变化的蛋白点数有16个。经过MALDI- TOF/TOF-MS 及LC- MS/MS质谱分析,蛋白点全部成功得到鉴定。研究发现,灌浆的前期,弱势籽粒中可溶性糖含量高于强势籽粒,淀粉合成关键蛋白的低丰度表达,限制了淀粉的合成;灌浆的中期,弱势籽粒中蔗糖及淀粉相关蛋白的低丰度表达是导致其淀粉合成效率低的主要原因;而到了灌浆的后期,碳水化合物供应的不足又成为限制其淀粉合成的主要原因。磷酸化分析发现,葡糖磷酸变位酶,UDP葡糖焦磷酸酶,ADPG焦磷酸化酶,颗粒结合型淀粉合成酶、磷酸化酶及丙酮酸磷酸二激酶在强弱势籽粒之间存在着磷酸化修饰的差异,暗示着在磷酸化修饰层面调控强弱势籽粒淀粉合成关键酶活性差异的可能性,同时也发现这些淀粉合成关键酶会通过磷酸化修饰并在14-3-3的调控下,形成淀粉酶复合体。此外,在弱势籽粒灌浆过程中糖酵解、三羧酸循环及乙醇代谢途径相关蛋白的表达量低,导致其碳流通量低,产生供胚乳细胞分化及淀粉合成的能量及前体相对强势籽粒较少,限制了弱势籽粒库容的形成及淀粉的合成,而肌动蛋白,肿瘤翻译调控蛋白及微管蛋白又限制了弱势籽粒胚乳细胞的分化。