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基于蛋白质组学的高丹草苗期杂种优势分析
  • ISSN号:0496-3490
  • 期刊名称:作物学报
  • 时间:0
  • 页码:-
  • 分类:S544.9[农业科学—作物学]
  • 作者机构:[1]内蒙古农业大学农学院,内蒙古呼和浩特010019, [2]内蒙古农业大学生态环境学院,内蒙古呼和浩特010019, [3]呼和浩特市种子管理站,内蒙古呼和浩特010020
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(31160302,31460375); 呼和浩特市科技计划项目(2012-重计-8-2)资助
  • 相关项目:高丹草杂种表现分子标记预测加性-显性效应遗传模型的研究
作者: 逯晓萍|
中文摘要:

高丹草是代表性的利用杂种优势的饲用牧草,本研究以杂种高丹草及其亲本三叶期叶片为试材,采用双向电泳、质谱技术及生物信息学分析方法,进行了蛋白质组学研究。凝胶上检测到的可重复蛋白点400多个,其中杂种与亲本间达到了显著水平的差异蛋白点34个,包括显性(单亲沉默3个,偏高亲表达17个,偏低亲表达5个)和超显性表达(特异表达1个,超高亲表达6个,超低亲表达2个)模式,因此推测显性和超显性效应共同促进高丹草杂种优势的形成,且显性效应作用更大。同时,成功鉴定出其中的27个蛋白点涉及到8个功能类别,即光合作用、碳水化合物代谢、胁迫响应、ATP合成、蛋白质合成、电子转移、信号转导及未知蛋白。高丹草所占比例最大的光合蛋白多数呈上调表达,表明杂种叶片光合作用增强进而同化更多的有机物是杂种优势形成的主要原因。网络互作的关键节点蛋白为杂种优势特异蛋白的基因操作提供了靶蛋白。本研究在蛋白质水平为高丹草杂种优势分析提供了理论依据,也为其他饲草作物的相关研究提供了理论参考。

英文摘要:

Sorghum-sudangrass hybrids are typically used for studying heterosis in forage crops. In this study, we carried out proteomic research on sorghum-sudangrass hybrids and their parents at the three-leaf stage by two dimensional electrophoresis-based proteomics and bioinformatic methods. More than 400 protein spots were detected, in which 34 proteins showed significant differences between hybrid and parents in expression, including dominant expression(showing three single-parent silent, seventeen high-parent and five low-parent expression) and overdominant expression(showing one hybrid-specific, six above-high-parent, two below-low-parent expression). Thus, we speculated that dominant and overdominant effects play key roles, and dominant effect is a major factor in the formation of heterosis in sorghum-sudangrass hybrid. Moreover, 27 out of 34 proteins were related to eight functional categories, i.e., photosynthesis, carbohydrate metabolism, stress response, ATP synthesis, protein synthesis, electron transfer, signal transduction and unknown. The up-regulated photosynthetic proteins were the biggest category, which indicates that photosynthesis in the leaves of sorghum-sudangrass hybrid is enhanced resultig in producing more organic matter, so that showing heterosis. The identified key node proteins in the interaction networks were the potential target proteins for future genetic manipulation of the specific proteins of heterosis. Our findings provide a theoretical basis on heterosis analysis of sorghum-sudangrass hybrids, which is potentially useful for other forage plants.

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期刊信息
  • 《作物学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国作物学会 中国农业科学院作物科学研究所
  • 主编:万建民
  • 地址:北京海淀区中关村南大街12号中国农业科学院
  • 邮编:100081
  • 邮箱:zwxb301@caas.cn
  • 电话:010-82108548
  • 国际标准刊号:ISSN:0496-3490
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1809/S
  • 邮发代号:82-336
  • 获奖情况:
  • 2002年-第三届中国科协优秀科技期刊二等奖,2002-2009年-百种中国杰出学术期刊,2004年获“全国优秀期刊一等奖”,2005年获第三届国家期刊奖提名奖,2009年评为“2008年度中国精品科技期刊”,2009年被评为“新中国60年有影响力的期刊”,2011年获"第二届中国出版政府奖期刊奖提名奖"
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),英国农业与生物科学研究中心文摘,波兰哥白尼索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国食品科技文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49369