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独行菜(Lepidium apetalum Willd.)为十字花科独行菜属植物,分布十分广泛。前期研究发现,生活在新疆北部的独行菜在低温下萌发到一定阶段会出现停滞现象,而经较高温度短时间处理,种子即可在低温下继续萌发生长。因此运用蛋白质组学技术,从解除低温萌发停滞的独行菜种子中筛选相关响应蛋白,并分析各蛋白相应基因在低温萌发不同时期的表达情况,克隆解除低温萌发停滞的关键基因,为阐明新疆北部独行菜早春低温萌发的调控机制和独行菜广泛分布的区系特征提供理论依据。主要研究结果如下:1.独行菜种子蛋白双向电泳体系的建立比较了三种常用植物蛋白提取方法对独行菜种子蛋白的提取效果,最终采用TCA/丙酮沉淀法进行提取;优化组合上样方式,聚焦程序,分离胶浓度等蛋白分离条件,最终建立了一套适用于独行菜种子蛋白质的双向电泳体系,得到2-DE图谱重复性好,分辨率高。2.低温萌发停滞解除前后差异表达蛋白的图谱分析比较低温萌发停滞解除前后的2-DE图谱,筛选得到37个差异蛋白点,对其中6个低温萌发停滞解除后表达量显著上调的蛋白点做LC-MS/MS质谱鉴定。根据鉴定结果,将这六个蛋白按功能分为三大类:第一类为分子伴侣,包括Cpn60,Hsp17.6I,Hsp70;第二类为过氧化物酶,包括Per12和Per28;第三类为细胞分裂控制蛋白即Cdc48E。3.关键蛋白的相应基因表达分析以上述鉴定结果检索独行菜种子转录组数据库,得到关键蛋白相应基因的部分核酸序列信息。从转录水平对Per12,Hsp17.6I和Cdc48E三种蛋白的表达进行分析,对它们相应的基因PER12,HSP17.6和CDC48E在独行菜种子低温萌发停滞解除前后及在经25℃处理不同时间低温萌发停滞期的种子中的表达情况进行分析,发现三个基因的表达量在25℃处理萌发停滞期的种子30min后较未解除停滞前均显著增加,且25℃处理45-55min内,表达量随25℃处理时间的增加而增加,处理60min后,表达趋于稳定,不再显著增长。4.独行菜种子CDC48E基因的克隆与序列分析采用同源克隆技术,获得了独行菜种子CDC48E的保守区片段。该基因保守区cDNA含有1103bp,约编码363个氨基酸。运用生物信息学软件对解除低温萌发停滞的独行菜种子的CDC48E基因的保守区核酸序列进行分析和预测,结果表明:该核酸片段含有两个AAA保守结构域,分别位于163-567,166-576bp处;还含有一个CDC48结构域,位于753-1007bp处。本研究从翻译水平入手,结合双向电泳技术、质谱分析技术和生物信息技术筛选了三个与独行菜低温萌发停滞解除相关的响应蛋白,并对相应基因的表达模式进行了分析(结果与转录组的结果一致),并克隆得到其中一个关键基因,为解析相关蛋白对植物低温萌发的作用提供了一定的参考,为进一步深入研究植物适应环境、抵御低温等的分子机制奠定了基础。