贺丹,谢栋博,张佼蕊,何松林,李朝梅，郑云冰,王政，刘艺平，栗燕,逯久幸

利用iTRAQ技术和转录组筛选芍药属远缘杂交不亲和基因

贺丹1,2,谢栋博1,张佼蕊1,何松林1,2,李朝梅1，郑云冰1,王政1，刘艺平1，栗燕1,逯久幸1

（1河南农业大学林学院，郑州 450002；2河南科技学院园艺园林学院，河南新乡 453003）

【目的】远缘杂交育种是目前牡丹、芍药品种改良和育种的主要方法，而远缘杂交不亲和一直是制约其快速发展的主要因素。本研究从牡丹、芍药远缘杂交授粉后不亲和应答相关的柱头差异蛋白与转录组方面深入研究，揭示牡丹、芍药远缘杂交不亲和的分子机理，为杂交育种提供理论依据。【方法】以芍药‘粉玉奴’自交、芍药‘粉玉奴’与牡丹‘凤丹白’杂交为供试材料，在授粉后24 h采取柱头，分别进行同位素标记相对定量（iTRAQ）和转录组技术分析。对所获得的蛋白和转录组数据进行生物信息学分析，并对其中可能与远缘杂交不亲和相关的基因进行定量PCR验证。【结果】利用iTRAQ技术分析牡丹、芍药远缘杂交后柱头中蛋白质的表达差异，共鉴定到685个差异蛋白，富集到了188条通路，其中显著富集的Pathway有18条。与不亲和授粉相关代谢通路有RNA降解、钙信号途径、丝裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase signaling pathway，MAPK）信号途径、磷脂酰肌醇信号系统。在RNA降解代谢通路中，烯醇酶（Enolase）、热休克蛋白DnaK（HSP70）及病菌抗原（GroEL）均表达下调。在钙信号途径中，钙调蛋白（CALM）表达下调，腺苷酸转运酶（adenine nucleotide translocase，ANT）表达量增加，表达上调。MAPK信号途径中，乙二醛酶Ⅰ（GloI）表达下调。磷脂酰肌醇信号系统中的钙调蛋白（CALM）表达下调。……