玉米骨干自交系体细胞胚胎发生相关基因的表达及蛋白质组学研究

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1、丢埃；弯苗猶卓蠻较茜结雜．－！鍵豁—１；—壽１—－芝磬？ｉＸ—鷄＿；ｆ！‘。■１‘＊’ＨｉＷｗｉ，ｌｌＬＪｉ‘ＷＢＩＢＷ＾Ｗ—讓聽益蠢義霉未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文、修改、发行的全部或部分内容进行任何形式的复制、出程、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限。）。否则，应承担侵权的法律责任吉林大学博±学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的博±学位论文，是本人在指导教师的指导下。除文中已经注明引用的，独

2、立进行研究工作所取得的成果巧容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作蟲或果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中Ｗ。再马方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担学位论文作者签名＞０１５年Ｒ月／方日玉米骨干自交系体细胞胚胎发生相关基因的表达及蛋白质组学研究GeneExpressionandProteomicsAnalysisofIntactSomaticEmbryogenesisinanEliteInbredLineofMaize(ZeamaysL.)作者姓名：刘蓓蓓专业名称：植物学研究方向

3、：种质资源的开发与利用指导教师：原亚萍教授学位类别：理学博士培养单位：植物科学学院论文答辩日期：2015年12月7日授予学位日期：年月日论文评阅人：答辩委员会组成：姓名职称工作单位姓名职称工作单位盲审专家正高吉林农业大学主席王丕武教授吉林农业大学盲审专家正高中国农业大学委员郝东云研究员吉林省农业科学院盲审专家正高吉林农业大学杨伟光教授吉林农业大学盲审专家正高西北农林科技大学肖洪兴教授东北师范大学盲审专家正高东北农业大学关义新研究员中国科学院地理研究所盲审专家正高吉林大学王庆钰教授吉林大学席景会教授吉林大学本研究由国家转基因重大专项(2009ZX08

4、003-024B),(2014ZX0800305B)资助ThisresearchwassupportedbytheNationalS&TMajorProjects—BreedingofNewVarietyforTransgenicBiologyofChina(2009ZX08003-024B),(2014ZX0800305B).中文摘要玉米骨干自交系体细胞胚胎发生相关基因的表达及蛋白质组学研究随着玉米在世界范围内需求量的不断增加，创制和选育优良玉米新种质显得尤为重要。转基因育种将基因工程与传统育种相结合，是一种创制改良新种质的有效手段。体细胞胚胎发

5、生系统的建立将会为玉米遗传转化提供优良高效的再生体系。本研究从组织学、基因转录及蛋白表达水平对玉米体细胞胚胎发生过程进行了研究，主要结果如下：利用石蜡切片和扫描电镜技术，通过组织学分析确定了玉米骨干自交系Y423的体细胞胚胎发生所经历的5个阶段：原胚、球形胚、梨形胚、盾片胚、成熟胚，类似于合子胚的发育过程。利用cDNA-AFLP技术，对玉米诱导体胚过程中形成的胚性愈伤组织和非胚性愈伤组织进行了转录组水平比较。共获得6583个条带，2297个为差异表达，以非胚为对照，在胚性愈伤组织中呈上调表达的条带为1023个，而呈下调的表达的条带数为1274个。经

6、回收、测序、比对，成功获得了117个在胚性愈伤组织中上调表达的条带序列。经GO注释，在生物过程中，富集基因最多的为细胞过程（25%）、代谢过程（24%）和刺激反应（11%）；在细胞组分中，富集基因最多的为质体（24%）、细胞核（21%）、线粒体（15%）和细胞溶质（13%）；在分子功能中，富集基因最多的为有机体环状化合物结合（26%）、杂环状化合物结合（26%）、小分子结合（14%）、转移酶活性（11%）和水解酶活性（11%）。结果表明，玉米体细胞胚胎发生是一个复杂的生物过程，需多基因共同调控。利用RT-PCR技术，对可能与玉米体细胞胚胎发生相关的

7、2个未知基因进行克隆，获得其基因全长，分别命名为ZmSUF4和ZmDRP3A。序列分析表明，ZmSUF4编码一个由358个氨基酸组成的蛋白质，在其N端含有两个保守结构域ZnF_C2H2，为亲水性蛋白；ZmDRP3A一个由821个氨基酸组成的蛋白质，在其C端含有一个GED保守结构域，N端含有一个DYNc结构域，为亲水性蛋白。在高粱、谷子和水稻中，存在与这两个蛋白相似度较高的同源蛋白。I利用iTRAQ技术，对玉米胚性愈伤组织和非胚性愈伤组织进行了蛋白质组分析。共鉴定到5592个蛋白，其中接近于57%的蛋白质包含至少两个肽段，差异表达蛋白632个，在胚性

8、愈伤组织中上调表达的蛋白为366个，下调表达的蛋白为266个。对差异蛋白进行COG注释、WEGO分析、pathway富集分