以腹切米突变体为材料研究粳稻腹白形成的生理与分子机制

【作者】 刘正辉；

【机构】 南京农业大学；

【摘要】 本研究利用基于RNA-Seq的转录组学技术和基于iTRAQ的蛋白质组学技术,分析了腹切米突变体DYll02颖果发育过程中的基因表达特征,共鉴定了38476个基因和4646个蛋白。随着颖果发育进程的推进,转录本和蛋白表达均呈下调趋势,且两者并无显著相关,表明颖果发育过程相关基因在表达上具有强烈的转录后调控。通过比较胚乳近、远胚端的基因表达特征,共鉴定了240个差异表达基因和363个差异表达蛋白与垩白形成相关。代谢途径的KEGG和GO分析结果表明,在碳代谢上垩白胚乳中心碳代谢及其偶联的氧化磷酸化受抑而产能减少,淀粉降解和细胞壁分解增强。在氨基酸代谢上,含硫氨基酸及芳香族氨基酸代谢增强,且转向次生合成。在蛋白质合成、装配和降解上,垩白胚乳转录调控因子表达增强,但因核糖体蛋白表达下调,致使蛋白合成能力减弱;同时,因非泛素介导的蛋白酶相关基因表达的上调,使其降解能力增强,这可能是导致醇溶蛋白尤其是13kD亚基累积降低的原因。在物质转运和激素代谢上,碳氮代谢底物相关转运子表达均增强,参与激素合成或作为生长素、脱落酸、赤霉素、乙烯及油菜素内酯等激素的受体及转运载体整体的表达呈上调趋势。此外,垩白部位碳同化RuBisCO-S3表达下调,且光合磷酸化相关基因和蛋白整体呈下调趋势,其光合组织果皮光合能力降低。基于以上转录组和蛋白组学的平行分析,本研究初步揭示了垩白相关的基因调控网络,为揭示垩白形成与调控机制提供参考。更多还原