小麦种子中硫氧还蛋白TaTrx-h9调控的蛋白及其功能分析

h型硫氧还蛋白（Trx-h）在小麦种子的发育和储藏过程中发挥着重要的调控作用，分析Trx-h对小麦种子发育及碳氮代谢的调控机制对于开展小麦高产、优质分子育种具有重要意义。本项目在已获得小麦硫氧还蛋白TaTrx-h9抑制表达和过量表达的稳定转基因株系基础上，拟采用蛋白质二维电泳（2-DE）及相关技术，分析TaTrx-h9抑制表达和过量表达转基因株系与对照材料在种子发育及储藏过程中的蛋白质表达谱差异，筛选差异表达的蛋白点进行质谱鉴定、功能注释和分类；确定受TaTrx-h9调控的重点候选蛋白，并分析其在小麦种子发育及储藏过程中的表达特性；分析TaTrx-h9抑制表达和过量表达后对小麦种子中淀粉和蛋白质积累动态的影响；综合分析TaTrx-h9对小麦种子发育及碳氮代谢的调控机制，为h型硫氧还蛋白基因在小麦高产、优质分子育种中的利用提供理论依据。

h型硫氧还蛋白（Trx-h）是一类在植物中广泛存在的氧化还原调控蛋白，分析该类蛋白在小麦籽粒中的调控功能对于探讨小麦高产、优质分子育种具有重要意义。通过蛋白质组的差异比较，分析了小麦籽粒中受硫氧还蛋白TaTrx-h9调控的蛋白质组差异，筛选到受TaTrx-h9调控的候选蛋白86个，鉴定出重点候选蛋白24个,其中包括酶、酶的抑制剂、调控因子和其它蛋白等4类。克隆了小麦a-淀粉酶抑制剂基因TaAAI-1，序列分析显示该基因在存在3个转录本，其中一个可能为选择性剪切的结果；依据该基因的表达模式及其编码蛋白的结构特性推测，该抑制剂蛋白在种子发育过程冲发挥重要调控功能。克隆了小麦6-磷酸海藻糖(T6P)合成酶基因TaTPS-1，其中TaTPS-1.1在籽粒灌浆过程中的表达水平较高，TaTPS-1.2的表达水平较低，而TaTPS-1.3的表达量极低，推测TaTPS-1.1参与了小麦籽粒灌浆过程的调控。对小麦颗粒结合型淀粉合成酶基因TaWX-1及其表达特性的分析显示，该基因参与了籽粒淀粉的合成调控，可能与硫氧还蛋白的调控有关。克隆了小麦AGO基因TaAGO1b，依据其表达模式及其编码蛋白的结构特性推测，TaAGO1b参与了依赖于miRNA的种子发育调控过程。通过对籽粒淀粉积累动态的分析显示，TaTrxh9抑制表达有利于籽粒淀粉的积累。TaTrxh9抑制表达有利于小麦籽粒中ADPG-PPase活性的提高，这可能是导致籽粒淀粉积累增加的原因之一。对籽粒灌浆过程中蛋白含量的检测显示，TaTrxh9可能与小麦籽粒中清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白的调控有关。进一步分析发现，TaTrxh9抑制表达后对面粉加工品质的改善具有一定作用。综合来看，硫氧还蛋白TaTrxh9在小麦籽粒发育过程中发挥重要调控功能，研究结果为硫氧还蛋白在小麦高产优质分子育种中的应用提供了重要资料。