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水稻既是我国三大粮食作物之一,又是基因组学研究的模式材料,在生产实践和科学研究中都占有极其重要的地位。基因组学研究取得的巨大成就以前所未有的深度和广度推动了生命科学各个研究领域的飞速发展。水稻基因组的破译是水稻科学研究的重要里程碑,同时也宣告了功能基因组学时代的到来。蛋白质组学是研究细胞内全部蛋白质的动态表达及其相互关系的新兴学科,是功能基因组学研究的重要组成部分和战略制高点。本论文采用高分辨率的蛋白质双向电泳分离技术和高通量的蛋白质质谱分析技术以及生物信息学等手段,开展水稻灌浆期茎蛋白质组表达模式和水稻幼苗脱黄化过程的比较蛋白质组学研究,探讨茎生长发育规律和水稻应答光信号相关蛋白质及其网络调控机制,是学科前沿与实际应用的有机结合,在科研和生产实践中都具有重要的意义。首先,分别构建了灌浆期水稻顶端茎段和水稻黄化幼苗的蛋白质组表达谱。并对其中185个目的蛋白点进行了MALDI-TOF/MS分析和数据库检索鉴定。共有149个蛋白质得到了鉴定,蛋白质鉴定的成功率为80.5%。这些被鉴定的蛋白质分属118个基因的表达产物,根据它们功能可以分为13种不同的类别,其中绝大多数为能量产生和代谢以及抗性相关的蛋白质。在水稻灌浆期顶端茎段表达的蛋白质中,与能量和物质代谢相关的蛋白质例如ATPase、磷酸丙糖异构酶,6-磷酸葡萄糖异构酶等占有很高比例,说明茎段组织中具有很强的代谢活动。与生长发育相关的蛋白质包括beta-tubulins、无机焦磷酸酶(inorganic pyrophosphatase)、液泡质子ATP酶(vacuolar proton-ATPase)以及UDP葡萄糖焦磷酸酶等的大量累积,显示出顶端茎段细胞分裂和生长迅速; 同时,贮存多糖和结构多糖也在旺盛合成。G蛋白、GDP释放抑制因子等信号传导蛋白以及苯丙氨酸氨解酶、谷胱苷肽S转移酶(glutathione S-transferase,GST)、抗坏血酸过氧化酶(ascorbate peroxidase,APX)以及超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)等抗性相关蛋白质在该时期丰度表达,表明在灌浆期水稻顶端茎段能够迅速感受并传递外界信号,从而使得其在遭受胁迫时能够立刻启动抗逆防御系统,最大限度地降低不利环境对种子发育的影响。