杨树不同种质花粉萌发和致敏蛋白的差异

作   者：章小铃，王留强，孙佩，吴立栓，樊玮，张进，卢孟柱，胡建军
期刊名称：林业科学
影响因子：
卷 期 号：53（2）
页     码：54-64
关键词：杨树; 成熟花粉; 致敏蛋白; 双向电泳; 实时荧光定量 PCR
论文摘要：
【目的】研究 6 份杨树种质(36 号杨、南杨、110 杨、森海 2 号杨、小叶杨和钻天杨) 成熟花粉的萌发特性
以及致敏蛋白差异，为低致敏杨树品种选育及植物过敏性疾病控制等研究提供理论依据。【方法】2015 年 3 月，在北京、河北和河南采集 6 份不同杨树种质的花枝，经水培后收集花粉，采用液体培养法进行杨树花粉萌发试验，并通过双向电泳、实时荧光定量 PCR 等研究不同杨树种质的花粉致敏蛋白差异。【结果】1) 在 6 份杨树种质花粉中，36 号杨、南杨和钻天杨花粉活力较高，其次为 110 杨和小叶杨，森海 2 号杨活力最差; 24 h 时花粉萌发率最大的种质是 36 号杨，高达 74. 42% ( ± 2. 36% )，而三倍体森海 2 号杨花粉萌发率为 0; 钻天杨花粉管平均长度为
456. 00 μm( ± 2. 05 μm)，小叶杨花粉管最短，为 276. 44 μm( ± 11. 08 μm)，且不同种质的花粉萌发率和花粉管萌发长度差异极显著(P ＜ 0. 01)，表明不同种质的花粉活力存在很大差异。2) 利用 Imagemaster 2D platinum 6. 0 软件分析南杨、110 杨、森海 2 号杨、小叶杨和钻天杨的 2-DE 图谱，共发现有 408 个蛋白点相匹配，以 36 号杨鉴定的 28个潜在致敏蛋白为参照，在 5 份种质花粉中有 6 个致敏蛋白均缺失表达，南杨和森海 2 号杨花粉有 21 个致敏蛋白，110 杨次之，有 19 个，而小叶杨和钻天杨的致敏蛋白数量最少，为 18 个。对其余 22 个致敏蛋白进行差异表达量分析发现，其中有 12 个致敏蛋白在 5 份杨树种质中均低于 36 号杨，其相对表达量范围为 － 3. 99 ～ － 0. 02，尤其是森海 2 号杨和小叶杨分别有 10 个和 8 个致敏蛋白表达量显著( P ＜ 0. 05) 或极显著( P ＜ 0. 01) 低于 36 号杨; 南杨和钻天杨降低趋势最小。有 3 个致敏蛋白在 5 份种质中表达均高于 36 号杨，其中南杨最高，达到极显著水平( P ＜0. 01)，其次为钻天杨、森海 2 号杨和 110 杨、小叶杨。组间差异方差分析发现南杨和钻天杨的 17 个致敏蛋白表达量显著或极显著大于小叶杨和森海 2 号杨。3) qRT-PCR 分析结果表明，9 个致敏蛋白编码基因中有 5 个在南杨和
钻天杨中表达量都较高，包括 spots 12、51、200、216 和 161，其次是小叶杨，而森海 2 号杨和 110 杨均只有 2 个致敏基因表达高。【结论】杨树不同种质间花粉活力、致敏蛋白数量以及表达量存在明显差异，可为今后杨树低致敏新品种选育提供重要的参考，但是成熟花粉致敏蛋白表达量的高低与其致敏性强弱的相关性还有待进一步深入研究。