用蛋白质组遗传方法分析水稻多蘖矮秆突变体的共分离蛋白

【作者】 陈芳育； 江良荣； 郑景生； 黄荣裕； 王侯聪； 黄育民；

【机构】 厦门大学生命科学学院； 厦门市植物遗传重点实验室；

【摘要】 分蘖是单子叶植物的一种特殊的分枝现象,也是决定水稻等禾谷类作物产量的重要农艺性状,揭示其分子机理具有重要的理论意义和应用价值。多蘖矮秆突变体是研究水稻分蘖分子机理的理想材料,我们在进行花粉辐照诱变育种过程中发现了一份籼型d10多蘖矮秆突变体,命名为"佳禾丛矮"(JHCA),该突变体带有d10O和sd1双突变(d10d10sd1sd1)。在JHCA与高秆品种"广场13"(GC13)的杂交分离后代中分离出一份仅带d10的单基因型突变体品系"新佳丛"(XJC,d10d10SD1SD1)。D10是参与水稻分蘖抑制的新型植物激素独角金内酯(Strigolactones,SLs)生物合成的关键基因,但其分子作用网络尚不明确。本研究应用蛋白质组遗传方法发现了一个与d10突变体多蘖矮秆性状共分离的功能蛋白质标记。以原始多蘖矮秆d10突变体JHCA和野生型品种"广陆矮4号"(GLA4)为亲本的一个F2遗传群体及其他野生型和突变型品种为材料,对分蘖着生的最重要部位——基部节间的蛋白质组进行双向电泳(2-DE)分析。首先获得"JHCA-GLA4"与"XJC-GC13"这两对"突变型-野生型"间的8个共有多态性蛋白标记;接着在JHCA/GLA4的F2代突变表型株的蛋白质组中考察这些共有多态性标记的遗传模式,发现一个"有/无"(P/A)变异型蛋白B31与多蘖矮秆性状共分离。它在所有突变型植株中皆表现为"无",而在野生型植株及JHCA/GLA4杂种F1中皆表现为"有"。进一步在其他不同类型的野生型品种中进行验证,发现其皆表现为"有"(P)。经MALDI-TOF质谱分析,这个共分离蛋白被鉴定为"推定表达的羟基-羟基膦酸酯磷酰基变位酶",推测其功能可能与水稻的分蘖抑制调控有关。本研究同时表明,基于2-DE的蛋白质组学遗传分析方法可用于相关基因靶蛋白的寻找。更多还原