花粉管生长过程中细胞壁与囊泡的比较蛋白质组学研究

细胞壁是植物细胞区别于动物细胞的重要特征，其形成和重构依赖于前体物质的定向转运和沉积，而囊泡是细胞壁前体物质定向转运的重要结构和功能单位。当今生命科学研究已经步入了以蛋白质功能研究为重点的后基因组时代，但是对细胞壁前体物质定向转运与细胞壁形成的关系及其分子机理的研究一直不够深入，蛋白质组研究与细胞生物学功能验证相结合将大大推动这一领域的研究进展。本研究拟以裸子植物落叶松花粉管作为实验系统，通过亚细胞组分分离纯化、荧光差异蛋白双向电泳与CapLC Q-TOF MS/MS相结合，对细胞壁和囊泡蛋白组分的差异进行比较分析，同时借助免疫荧光标记技术、FTIR分析与细胞药理学处理等细胞生物学技术分析细胞壁成分的动态沉积特征，对蛋白质组学结果进行功能验证，为探讨囊泡定向转运与细胞壁建成的关系奠定基础，同时为进一步揭示植物细胞壁的形成机理、发掘调节植物细胞壁物质沉积特征的重要功能基因提供资料。

本项目以裸子植物花粉管为研究体系，比较细胞壁及囊泡蛋白组分的差异，分析细胞壁前体物质定向转运与细胞壁主要组分沉积之间的关系，结合药理学分析、免疫荧光抗体标记和FTIR分析，分析细胞壁形成过程中的主要影响因素，为蛋白质组学的研究结果提供重要的细胞生物学功能验证。.项目执行以来，研究任务进展顺利，在前期工作基础上对原计划作了适当调整，增加了拟南芥SUMO E3酶SIZ1对花粉管导向等有性生殖过程的调节，主要通过分子生物学和细胞生物学等研究手段，分析了SIZ1缺失的突变体siz1-2和siz1-3种子产量减少的原因及其发生的关键时期，同时对SIZ1在植物生殖及发育过程中的影响机制进行了研究。截至目前，在本项目支持下，相关研究工作顺利完成，在PLoS One、Protoplasma、Planta、Plant Cell等国际主流学术刊物上共发表论文七篇，全部为SCI收录刊物。