《油松胚珠發育關鍵基因的表達組織特異性及功能研究》是依託北京林業大學，由鄭彩霞擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：油松胚珠發育關鍵基因的表達組織特異性及功能研究
- 依託單位：北京林業大學
- 項目負責人：鄭彩霞
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
研究胚珠發育可以揭示許多具有普遍意義的發育機制，利用分子遺傳分析人們已經初步建立了擬南芥胚珠發育的基因調控網路，但尚需進一步揭示相關基因的調控機制。對於非模式植物以及木本植物的相關研究有待進一步開展。本項目以油松可育系胚珠和28號雌性不育系胚珠為研究對象, 採用先進的LCM（雷射捕獲顯微切割）、基因晶片、Super SMART cDNA合成及2D-DIGE（螢光差異雙向電泳）等技術，建立發育關鍵階段的組織特異轉錄組、差異表達蛋白質組資料庫及抑制性消減雜交cDNA文庫，系統分析胚珠發育的游離核分裂、雌配子體細胞化及頸卵器分化等發育階段基因表達的組織和時間特異性，鑑定和確定調控油松胚珠發育的關鍵基因及其功能，解析油松胚珠發育的基因調控機制，初步建立裸子植物胚珠發育的分子調控網路模式。
結題摘要
油松是我國重要綠化造林針葉樹種，因其營養繁殖困難，主要用種子造林。而在許多油松種子園內，胚珠敗育和球果產生空癟粒的現象普遍，嚴重影響油松種子的產量和質量。因此，研究油松胚珠發育的分子調控機制，對於建立油松人工制種技術和提高種子產量和質量具有重要的理論與實踐意義。 本項目以油松可育系和雌性不育系胚珠為材料, 採用LCM（雷射捕獲顯微切割）、微量RNA提取及線性擴增技術、2D-DIGE（螢光差異雙向電泳）和iTRAQ技術以及轉錄組高通量測序等技術，建立發育關鍵階段及組織特異轉錄組、差異表達蛋白質組資料庫及抑制性消減雜交cDNA文庫，系統分析胚珠發育的游離核分裂、雌配子體細胞化及頸卵器分化等發育階段基因表達的組織和時間特異性，鑑定和確定調控油松胚珠發育的關鍵基因及其功能，解析油松胚珠發育的基因調控機制。課題組完成了本課題的基本研究內容，基本達到了預期目標。成功建立了LCM分離單倍體細胞雌配子體與周圍二倍體細胞組織的技術體系，建立了雌配子體及其周圍二倍體細胞組織中微量RNA的提取、分離和線性擴增技術體系，獲得了相應的轉錄組圖譜；成功建立了油松胚珠蛋白質2D-DIGE技術體系，分析了油松雌配子體細胞化關鍵時期的差異表達蛋白質組，獲得了差異表達蛋白質組譜，確定了與油松雌配子體游離核細胞化過程相關的調控因子，初步提出來裸子植物油松雌配子體游離核細胞化的分子調控理論。 為克服油松無基因組參考的困難和材料少且小，RNA極少的困難，課題組利用Illumina HiSeqTM 2000測序平台分別對雌配子體游離核處於分裂前期、中期、後期的油松胚珠進行高通量轉錄組測序，得到了約70.7M reads，總計14.1G bp的數據量，組裝成63,449 unigenes。基於轉錄組數據，探索了可育系與不育系油松胚珠在雌配子體發育的三個時期的基因差異表達情況，獲得大量特異或非特異調控胚珠發育的候選基因。採用相對和絕對定量的等量異位標籤iTRAQ技術，對處於游離核前期和後期的不育系和可育系的油松胚珠4個樣本進行差異蛋白質組分析，最終鑑定到unique peptide 19305個，protein group 4199個，其中各通道標記標籤皆有定量信息的蛋白質有4192個，得到四組有效比對數據，每組數據都包含400多個差異表達蛋白質，並對這些差異蛋白質進行了初步的功能注釋。該研究將促進植物發育基因調
