嫁接瓠瓜砧木接穗互作的蛋白质组学研究

Bottle Gourd (Lagenaria siceraria)as an ideal stock is commonly used in Cucurbitaceae. Grafting is an effective way to prevent wilt and other soil-borne diseases, increase yield, enhance resistance in plant breeding because Grafted plant capable of the benefits of certain scion cultivars combined with certain rootstocks , can change some characteristics of plant development including flowering、fruiting、resistance and even plant morphology. In order to reveal the influence of grafting on plant growth and morphological changes,The project intends to identify differential proteins and its EST sequences bewteen rootstock and scion in the grafting of bottle gourd by two-dimensional electrophoresis and high-throughput mass spectrometry; then clone the genes with the primers designed from the known EST sequences identified from the differrential proteins and analysis those gene expression patterns by means of real-time fluorescence quantitative.The aim of the research is to understand the interaction between rootstock and scion and the genetic information exchange mechanism in the grafting process from protein level to gene and learn more about the essence of grafting mechanism in plant.

瓠瓜(Lagenaria siceraria)是瓜类植物常用的一种较为理想的砧木材料。由于嫁接苗既保持了接穗品种的优良性状，又利用了砧木的有利特性，从而能够达到改变植物的一些生长特性如开花、结果、抗性甚至植物形态的目的，因此，嫁接成为植物防止土传病害、提高产量、增强抗逆性的一种简便有效的途径。而全面深入地了解植物嫁接过程中砧穗互作机制是揭示嫁接对植物生长发育及形态变化影响的必要前提。因此本项目拟通过双向电泳技术寻找嫁接后瓠瓜砧穗互作产生的特异表达蛋白，并通过高通量质谱鉴定技术获得差异点蛋白的EST序列，以此设计引物，分离克隆与瓠瓜嫁接互作相关的基因，并通过荧光定量表达分析这些差异基因在嫁接互作中的表达模式，从蛋白质水平到基因水平的视角上了解它们在嫁接过程中的相互作用关系和遗传信息交换机制，进一步了解植物嫁接互作的实质。

瓠瓜嫁接有利于蔬菜抗病、抗逆、提高产量，揭示嫁接后砧木和接穗蛋白互作机制将更有益于研究嫁接植株的生长发育。本项目以商品性好，瓜条长绿，品质较好的“杭州长瓜（HC）”品种为接穗和抗病、抗逆性强、梨形的瓠瓜地方品种“甬砧（YZ）”为砧木进行嫁接，采用ITRAQ技术和MS技术结合，分析了异源瓠瓜嫁接和自我嫁接，未嫁接植株之间蛋白表达差异，并对部分差异蛋白进行了差异表达分析。结果获得有差异表达的蛋白1180个，其中定量蛋白641个。明确证实嫁接的同时既有伤害引起的互作，也有嫁接形成的互作，两者的差异表达蛋白在数量和蛋白种类上显著不同。为通过设立自我嫁接消除因伤害互作而引起的非嫁接互作提供了直接的证据；明确了嫁接部位和嫁接接穗上部均存在差异蛋白表达，并且不同部位差异表达蛋白大多不同。分离克隆了两个差异蛋白基因，PAL和过氧化物酶基因，荧光定量表达证实差异表达基因表明不同时间，不同部位差异蛋白表达不同。项目执行期间发表SCI论文一篇。