大白菜現(xiàn)蕾前葉色轉變過程中蛋白組學分析及BrTUAs鑒定

大白菜現(xiàn)蕾前葉色轉變過程中蛋白組學分析及BrTUAs鑒定大白菜〔BrassicacampestrisL.ssp.pekinensis(Lour)Olsson〕起源于我國,是十字花科蕓薹屬中重要的蔬菜作物之一,是我國各類蔬菜中栽培面積最大,栽培歷史悠久的一種蔬菜作物。大白菜因其具有產(chǎn)量高、生產(chǎn)成本低、種植方法簡單、耐貯運強,是我國北方城鄉(xiāng)人民的“當家菜”,在菜籃子工程中具有重要的地位。近年來,大白菜反季節(jié)栽培生產(chǎn)發(fā)展迅速,春季大白菜的種植面積不斷擴大,但由于栽培管理不當及氣候因素的影響,常有先期抽薹現(xiàn)象的發(fā)生。先期抽薹是指葉球尚未充分形成之前發(fā)生的抽薹現(xiàn)象,葉球失去商品價值和食用價值,導致大幅度減產(chǎn)絕收,給生產(chǎn)造成重大損失。在我國春季及高海拔地區(qū)的夏白菜生產(chǎn)中,先期抽薹常常成為困擾生產(chǎn)的一道難題。同時,在種子生產(chǎn)、加代繁殖過程中,經(jīng)常遇到不抽薹或花期延后現(xiàn)象,嚴重影響種子產(chǎn)量和質量。因此研究大白菜開花的分子遺傳機理,尤其是研究抽薹相關基因調控,對于大白菜良種繁育和合理栽培調控具有重要意義。我們在育種實踐中發(fā)現(xiàn),大白菜在花芽分化后、抽薹前表現(xiàn)出一個葉色轉變過程,葉片顏色從鮮亮的綠色轉為沒有光澤的暗灰色后花莖就會伸長、抽薹,葉色轉變似乎是大白菜抽薹的一個生理信號。前期分析了激素、色素含量變化與葉色轉變的關系及葉色轉變過程中AP1、LEFY、FT等基因的表達變化。本試驗力圖在已有的基礎上,通過葉色轉變過程蛋白質組學分析,并對相關基因表達進行進一步的鑒定,加深對大白菜發(fā)育分子生物學機制的認識,以期為大白菜抽薹開花分子調控提供更多的理論依據(jù)。本試驗取得如下結論:(1)試驗以C30自交系為試驗材料,利用雙向電泳技術比較大白菜葉色轉變前后植株生長點部位蛋白組分變化,發(fā)現(xiàn)葉色轉變前后特異表達蛋白點35個,差異表達蛋白點32個。.對17個邊界清晰、表達量較高的蛋白點進行MALDI-TOF/MS質譜技術分析,鑒定出4個有信息價值的差異蛋白點,分別為V型H+轉運ATP酶E1亞基、Rubisco的大亞基、S-腺苷甲硫氨酸合成酶和微管蛋白α-2。(2)用目標蛋白推測的核苷酸序列在大白菜基因組數(shù)據(jù)庫blast分析后設計特異引物,熒光定量PCR分析表明BrVHA-E1、BrSAMS、BrrbcL和BrTUA6在大白菜葉色轉變前后表達發(fā)生明顯變化,并與蛋白組學分析結果一致,可能參與了抽薹調控和發(fā)育。(3)以擬南芥6個TUA基因氨基酸序列作為查詢種子序列,在大白菜基因組數(shù)據(jù)庫中在線運行Blastp,共發(fā)現(xiàn)12個BrTUA。.通過對12個BrTUA基因結構、進化和功能預測,發(fā)現(xiàn)BrTUA基因長度、內含子、外顯子和啟動子區(qū)域伴隨基因組進化發(fā)生了較大變化;12個BrTUA中僅有5個編碼完整的α-微管蛋白。(4)TUA系統(tǒng)發(fā)育分析,表明BrTUA與AtTUA、BnTUA親緣關系較近,TUA的進化與物種進化同步。(5)通過對5個編碼完整的α-微管蛋白的BrTUA啟動子區(qū)域順式作用元件分析,在起始密碼子上游1.5kb區(qū)域,共發(fā)現(xiàn)27種類型、超過60個順式作用元件。BrTUA啟動子區(qū)域有大量光周期反應元件;不同BrTUA中低溫反應原件、激素反應相關元件差異較大;5個BrTUA啟動子區(qū)域都有一個或多個組織特異性表達元件。推測不同的α-tubulin在大白菜生長發(fā)育調控中扮演者不同角色。(6)5個編碼完整的α-微管蛋白的BrTUA呈現(xiàn)出時空表達的差異;尤其在春化前后、現(xiàn)蕾前的葉色轉變過程中,BrTUA表達差異較大,說明BrTUA參與了大白菜抽薹開花調控。(7)通過葉色轉變前施用外源物質對大白菜