马铃薯块茎发育过程的蛋白质组及激素代谢蛋白研究

马铃薯块茎是同源多倍体非种子产量构成和营养储藏器官，它的发育是一个复杂的生物学过程，受众多内源激素的综合调控。块茎激素代谢是当前马铃薯块茎发育过程调控研究的重要和热点领域。本项目以离体块茎发育体系和活体块茎发育体系下发育的块茎为研究对象，运用植物生理学，蛋白质组学，生物信息学，分子生物学等多学科的综合手段，分析块茎四个发育阶段赤霉素（GA）、脱落酸（ABA）、乙烯（ETH）和茉莉酸（JA）激素含量变化与差异蛋白的关联，并对差异蛋白进行质谱鉴定、功能预测和分类，获得块茎的发育过程中参与激素代谢的蛋白质，发现激素代谢蛋白及其基因表达调控的信息，从中挖掘控制块茎发育激素代谢途径的新关键蛋白及其基因，并对其功能进行初步验证。这些研究结果将阐明马铃薯块茎发育过程中激素代谢蛋白的功能和作用机理，为对马铃薯产量及品质等性状的形成提供理论依据。

本研究项目按照课题计划书有序进行，通过对马铃薯块茎离体和活体发育过程差异蛋白质组研究, 获得了参与调控块茎离体和活体发育四个主要阶段的重要新蛋白质。对马铃薯块茎离体和活体发育过程不同发育阶段激素含量变化进行研究，发现GA3、JA和ABA在块茎发育中激素含量相差百倍以上，这种激素差异可能是决定块茎发育的重要因素。研究表明外源ABA通过促进内源GA3和IAA的含量升高来抑制马铃薯块茎的形成和发育，并发现了ABA对马铃薯块茎形成的蛋白质组机制。对茉莉酸甲酯参与的对离体块茎形成的差异蛋白质组进行了研究，获得参与马铃薯块茎形成过程的信号调控并影响块茎的形成和发育过程蛋白质。从块茎发育的不同阶段和激素调控的选取重要差异蛋白质，对其蛋白质基因转录水平分析，获得转录水平与蛋白质表达水平的结果。根据STI-LIKE蛋白在马铃薯块茎的发育阶段中表达量呈上升趋势，推测其可能在块茎发育中起关键作用。分析了STI-LIKE蛋白在植物发育中的功能，通过构建STI-LIKE干扰载体和强启动子表达载体转化模式植物拟南芥，验证其对拟南芥生长发育过程的影响。这些结果对于揭示马铃薯块茎形成和发育的调控机理有重要的科学意义和实际应用价值。