过敏原Zea m 1对玉米花粉管壁构建及花粉管生长的调控作用

花粉管生长是玉米实现双受精、进而种子发育的关键步骤。Zea m 1是玉米花粉中含量丰富的过敏原蛋白,大量存在于花粉粒表面,其功能仍不明确。本项目以Zea m 1含量有显著差异的玉米自交系花粉为材料,通过室内实验与田间试验结合,利用细胞学和蛋白质组学的手段,研究:花粉管中Zea m 1的细胞定位及表达模式,Zea m 1表达水平对花粉管细胞壁构建和花粉管离体、活体生长的影响,Zea m 1的抗体HB 7对花粉管生长的干扰效应。目标是阐明Zea m 1对花粉管壁构建及花粉管生长的调控作用、Zea m 1表达水平与花粉授粉能力的关系。创新之处在于,从大量自交系中筛选Zea m 1含量有显著差异的花粉材料,从'Zea m 1可能参与花粉管壁的构建,从而影响花粉管的生长行为'的新视角探索Zea m 1的生理功能。研究结果有助于认识花粉管生长的调控机制,为解决玉米授粉效率低的问题提供理论基础和线索。

花粉管生长是玉米实现双受精、进而种子发育的关键步骤。Zea m 1 是玉米花粉中含量丰富的过敏原蛋白，大量存在于花粉粒表面，其功能仍不明确。本项目以Zea m 1 含量有显著差异的玉米自交系花粉为材料，通过室内实验与田间试验结合，利用细胞学和蛋白质组学的手段，研究了花粉管中Zea m 1 的表达情况，鉴定了多种在花粉管中特异表达的蛋白质；通过免疫荧光标记实验，证明Zea m 1主要存在于花粉管壁中以及花粉管的表面、尤其是在花粉管的尖端富集；在Zea m 1的抗体HB 7存在的条件下，花粉管的生长、尤其是花粉管内部的囊泡化程度受到显著影响；鉴定了包括Zea m 1在内的7种花粉（管）表面蛋白存在糖基化和磷酸化。上述研究结果说明Zea m 1对花粉管生长有重要的调控作用。在筛选可能与Zea m 1互作的蛋白时，根据蛋白质耐热性的差异，建立了利用加热变性预分级蛋白质样品，改善低丰度蛋白质分离效果的创新方法。本项目发表相关SCI论文3篇，其中一篇发表在国际蛋白质组学的权威SCI期刊Proteomics上。