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天女木兰种子休眠解除相关蛋白的筛选及功能分析
结题报告
批准号:
31070561
项目类别:
面上项目
资助金额:
35.0 万元
负责人:
陆秀君
依托单位:
学科分类:
C1607.森林培育学
结题年份:
2013
批准年份:
2010
项目状态:
已结题
项目参与者:
董胜君、郭蕊、刘月洋、陈晓旭、张宇、张晓林
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中文摘要
天女木兰(Magnolia siebol dii K. Koch )为木兰科木兰属的落叶小乔木,国家重点保护的珍稀濒危植物,集观赏、芳香和药用价值于一身。由于种胚发育不完全、种子中含有萌发抑制物质等导致种子具有深休眠特性,种子需特殊处理约4-5个月才可萌发。到目前为止,种子休眠解除机理仍不清楚,尚未找到快速解除休眠技术。本研究运用蛋白质组学理论进行种子休眠解除及萌发阶段的生物学研究,通过观察经GA处理的天女木兰种子在变温、低温层积过程中,种子胚解剖结构、种子内激素含量的变化,特别是分析干种子、层积不同时期种子、萌发的种子中蛋白质的动态变化,以期发现以天女木兰种子为代表的木兰科(属)种子休眠解除及萌发过程中可能作用的重要蛋白,从整体水平上揭示非模式植物种子休眠解除的分子机理。本研究分离到的相关蛋白,将大大丰富该物种的生物信息学资料,为木兰属植物分子生物学研究奠定基础。
英文摘要
天女木兰(Magnolia sieboldii K. Koch.)为木兰科(Magnoliaceae)木兰属的落叶小乔木,集观赏、芳香和药用于一身,是国家重点保护珍稀濒危野生木本植物。天女木兰以种子繁殖,但由于种胚发育不完全、种子中含有萌发抑制物质等导致种子发芽困难、发芽率低,给育苗生产带来一定困难。本研究采用变温层积催芽方法,通过种胚发育过程形态解剖结构观察、内源激素变化及差异表达蛋白等方面的研究,在形态、生理生化、蛋白质组学三个层面探究种胚发育及种子萌发机制,以期从整体水平上揭示非模式植物种子休眠解除的机理。该研究结果对解释具有后熟特性的一类植物种子,特别是木兰科植物种子萌发事件有重要的参考价值。.內源激素研究认为:ZR和GA3是解除休眠的促进物,ABA为解除休眠的抑制物,IAA的影响有待进一步研究。天女木兰种子解除休眠的程度与内源激素的消长及内源激素比值的变化有关,休眠解除是通过调节内源激素之间的平衡来实现的。.形态解剖学观察发现:胚的发育经历心形胚、鱼雷胚到子叶胚,胚乳细胞中的淀粉由内向外逐渐解体与消亡。胚乳中淀粉粒具有多种形态,并以“出芽”或“缢缩”的方式进行增殖。.根据解剖结构观察,选择种胚发育4个关键时期(0d、65d、110d、150d),利用改进的聚乙二醇(PEG)分级沉淀法提取种子蛋白质,根据2-DE图谱,采用比较蛋白质组学的方法,筛选种子萌发过程中的差异表达蛋白。质谱鉴定得到 32个差异表达蛋白点,其中9个蛋白上调表达,18个蛋白下调表达,5个蛋白波动变化。.生物信息学分析表明:鉴定成功的蛋白隶属于8个功能类群,蛋白合成加工与稳定相关蛋白(25%);碳水化合物代谢相关蛋白(19%);胁迫/防御相关蛋白(16%);调控胚胎发育(9%);信号转导蛋白(6%);能量代谢(6%);储藏蛋白(13%);蛋白水解相关蛋白(6%)。.在成功鉴定的蛋白点中发现:有一个蛋白(转录因子KAN2)与胚胎的发育相关,且上调表达;有一个蛋白(天冬氨酸蛋白酶前体)与蛋白质水解相关,且波动表达;有一个蛋白(钙网蛋白)与信号转导相关,且波动表达;有2个蛋白(3-磷酸甘油醛脱氢酶和烯醇酶)与碳水化合物代谢相关,且下调表达。这些蛋白的发现,将为下一步深入研究天女木兰种子后熟期间胚胎发育、种子萌发机制以及相关代谢途径提供重要的线索。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:--
发表时间:2012
期刊:西北农林科技大学学报(自然科学版)
影响因子:--
作者:张晓林;陆秀君;马蓓蓓;徐凯
通讯作者:徐凯
DOI:--
发表时间:2013
期刊:林业科学
影响因子:--
作者:陆秀君;张晓林;刘广林;;李天来
通讯作者:;李天来
DOI:--
发表时间:2012
期刊:北方园艺
影响因子:--
作者:马蓓蓓;陆秀君;张晓林
通讯作者:张晓林
天女木兰光敏色素蛋白PHYs对加速种子休眠解除的调控及其作用机制
  • 批准号:
    31971647
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    58.0万元
  • 批准年份:
    2019
  • 负责人:
    陆秀君
  • 依托单位:
天女木兰MsARF5基因在后熟种子胚胎发育中的功能及其作用机制
  • 批准号:
    31570621
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    70.0万元
  • 批准年份:
    2015
  • 负责人:
    陆秀君
  • 依托单位:
国内基金
海外基金