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雄蕊育性涉及众多基因的表达和调控,从不同水平上研究花粉发育与育性基因表达的相关性,是明确雄性不育分子机理的重要内容。对苜蓿雄性不育株与可育株花蕾转录组和蛋白质组的表达差异进行研究,并结合代谢过程中的生理生化指标,分析雄性不育性表达的调控机制。主要研究结果如下：(1)以苜蓿雄性不育株(Ms-4)和可育株(MF)花蕾为材料,对影响苜蓿cDNA-AFLP技术的关键因素进行了优化,建立了适于苜蓿花蕾的cDNA-AFLP体系,对256对引物进行筛选,获得扩增条带清晰,分散性比较好的引物69对。(2)利用cDNA-AFLP技术,比较了Ms-4和MF花蕾发育过程中转录组基因的表达差异。通过克隆测序获得103条差异表达片段,进一步经Blast比对,有34条差异表达片段无同源性或同源性较低,可能为新基因,69条差异表达片段具有较好的同源性,其中73.9%的差异表达片段与蒺藜苜蓿相关序列高度一致。功能分析表明差异表达片段主要参与了物质代谢及合成(28.36%)、信号转导和转录调控(20.90%)、能量代谢(8.96%)等过程。对其中6个差异表达片段量化分析发现,在花蕾发育过程中Ms-4和MF间的表达存在显著差异,基因表达量与表达特异性可能与植株育性形成有一定的相关性。(3)利用双向凝胶电泳技术对Ms-4和MF花蕾的蛋白进行差异蛋白质组学分析。从Ms-4和MF银染图谱上鉴定出6000个左右蛋白点,表达量大于2倍的差异表达蛋白点98个,在Ms-4中表达上调的蛋白点占35.7%,下调的蛋白点占64.3%。从Ms-4和MF考马斯亮蓝图谱上鉴定出2600个左右蛋白点,表达量大于2倍的差异表达蛋白点54个,Ms-4中表达上调的蛋白点占61.1%,下调的蛋白点占38.9%。运用MALDI-TOF/TOF质谱技术成功鉴定出22个差异表达蛋白。功能分析发现,这些差异表达蛋白主要参与代谢(27.08%)、细胞加工(18.75%)、刺激反应(18.75%)、发育(8.33%)等生物学过程,执行着催化、绑定等分子功能。结合转录组差异分析,发现在花粉发育过程中,影响代谢水平的差异片段与育性的形成有关。(4)为进一步深入了解苜蓿雄性不育的形成机理,对Ms-4和MF的代谢水平进行了研究,发现Ms-4和MF在生殖生长期茎和叶中营养物质的积累量高于营养生长期,尤其是脯氨酸含量和淀粉含量。Ms-4花蕾发育各个时期的脯氨酸、可溶性糖和淀粉含量均表现出亏缺现象,而可溶性蛋白含量则相对较高；Ms-4中叶绿素含量、POD活性和CAT活性均低于MF,而丙二醛含量则高于MF。育性相关基因及蛋白的表达在一定程度上调控着抗氧化物酶、叶绿素、丙二醛和营养物质等代谢过程,对花粉发育过程中的物质和能量的形成产生一定影响,进而影响花粉育性。