应用蛋白质组学策略理解花粉功能特异性的分子机制

【摘要】：正 植物的花粉(雄配子体)是高度退化的三(二)细胞生物体,包含单倍体的基因组信息。在有性生殖过程中,黏着到柱头上的花粉粒利用其外被、花粉壁或细胞内的可释放蛋白质完成与柱头的识别后,通过极性生长的花粉管将精细胞送入胚囊完成受精。长期以来,这种功能特异性的分子机制备受关注,但一直未被认识。我们以水稻花粉为材料,利用分部分离的方法制备了花粉外被蛋白、外被/细胞壁/可释放蛋白以及细胞内蛋白组分,在双向与单向电泳分离的基础上,利用MALDI-TOF MS,ESI MS/MS和nano LC ESI MS/MS质谱技术,鉴定了这些组分的部分蛋白质。通过生物信息学分析初步预测了被鉴定蛋白质的功能,得到了如下初步结论: (1)成熟花粉预合成了萌发必需的蛋白质; (2)参与信号传到、蛋白质合成与降解,和细胞壁代谢的蛋白质被高度代表,表明这三个代谢可能是花粉功能特异性所必需的; (3)蛋白质isoforms在花粉的功能调节中起重要作用;(4)花粉同时包含了糖分解代谢的TCA、磷酸戊糖代谢和乙醇酵解途径。同时发现一些重要蛋白具有释放到胞外的特性。这些结果为深入分析花粉功能特异性的分子机制提供了基础的分子信息。