來(lái)自中科院植物研究所光合作用與環(huán)境分子生理學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（Key Laboratory of Photosynthesis and Environmental Molecular Physiology）分子與發(fā)育生物學(xué)研究中心,，以及中科院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所分子和發(fā)育生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（Key Laboratory of Molecular and Developmental Biology）,，北京基因組研究所的研究人員針對(duì)花粉發(fā)育過(guò)程提出了一種能獲得大量體外發(fā)育水稻花粉進(jìn)行蛋白質(zhì)組學(xué)研究的方法，并揭示了其中蛋白的一些特征,，這些研究成果為花粉功能特異性提出了新穎的見(jiàn)解,。這一研究結(jié)果公布在《Molecular & Cellular Proteomics》雜志上。
領(lǐng)導(dǎo)這一研究的是中國(guó)科學(xué)院植物研究所首席研究員王臺(tái)教授,，任中國(guó)植物學(xué)會(huì)副秘書(shū)長(zhǎng),、中國(guó)植物學(xué)會(huì)植物生理與分子生物學(xué)專業(yè)委員會(huì)副主任、中科院光合作用與環(huán)境分子生理學(xué)院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室學(xué)術(shù)委員會(huì)委員,。
花粉發(fā)育過(guò)程是一個(gè)包含了許多相互聯(lián)系步驟,，十分復(fù)雜的過(guò)程，許多植物物種的成熟花粉是代謝上相對(duì)靜止的,，但是在授粉之后花粉就會(huì)快速發(fā)育,，并且形成花粉管（pollen tube），傳送精子進(jìn)入子房,。目前由于采集可以用于轉(zhuǎn)錄組學(xué)（transcriptomics）和蛋白質(zhì)組學(xué)（proteomics）研究的大量模式植物擬南芥和水稻體外發(fā)育花粉粒的方法的限制,，至今關(guān)于花粉發(fā)育過(guò)程的分子機(jī)制所知并不多。
在這篇文章中,，研究人員描述了一種可以獲得大量體外發(fā)育水稻花粉的方法,，并且通過(guò)2D電泳分析，從2300個(gè)蛋白點(diǎn)中得到了186個(gè)在成熟和發(fā)育花粉中特異表達(dá)的蛋白,，其中有66個(gè)是發(fā)育過(guò)程特異的,。除此之外，通過(guò)質(zhì)譜分析,，研究人員發(fā)現(xiàn)了160個(gè)特異表達(dá)的蛋白分屬于120個(gè)不同的蛋白種類,，這些蛋白中參予了壁代謝（wall metabolism）明顯的功能偏態(tài)（functional skew），蛋白合成與降解,，細(xì)胞骨架動(dòng)力學(xué),，以及能量代謝的不同分子和代謝過(guò)程。
同時(shí)研究人員也進(jìn)行了與水稻孢子體蛋白質(zhì)組學(xué)比較,，這些都為進(jìn)一步揭示花粉發(fā)育的功能特異性以及其它分子機(jī)制提出了新的分析方法與見(jiàn)解,。
附：
王臺(tái)
1964年出生,，河南人，博士研究生導(dǎo)師,，首席研究員
電子郵件：[email protected]
電 話：010-62836210
研究方向：植物分子生理學(xué)，蛋白質(zhì)組學(xué)
研究領(lǐng)域：
小孢子與花粉發(fā)育的分子機(jī)制：主要興趣是了解花粉功能特異性的分子基礎(chǔ)與調(diào)控機(jī)制,、花粉單倍體基因組的特點(diǎn)以及該基因組如何調(diào)控花粉管的極性生長(zhǎng),。
減數(shù)分裂的分子機(jī)制：減數(shù)分裂是有性生殖的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在減數(shù)分裂過(guò)程中同源染色體的同源重組是形成生物遺傳多樣性的基礎(chǔ),。我們的工作重點(diǎn)是解析植物減數(shù)分裂同源染色體聯(lián)會(huì),、重組與分離的機(jī)制，為植物育性的調(diào)控提供新基因與新知識(shí),。
功能蛋白質(zhì)組學(xué)研究：通過(guò)功能蛋白質(zhì)組學(xué)研究,，揭示由單倍體花粉發(fā)育的機(jī)制、花粉與雌蕊細(xì)胞識(shí)別與通訊的分子基礎(chǔ)等重要的生物學(xué)問(wèn)題,。同時(shí),，為認(rèn)識(shí)花粉過(guò)敏等與人類健康相關(guān)的一些問(wèn)題奠定基礎(chǔ)。我們也在探索利用功能蛋白質(zhì)組學(xué)的技術(shù)體系解析淀粉代謝的調(diào)控等問(wèn)題,。
學(xué)習(xí)工作經(jīng)歷
1985年于河南師范大學(xué)獲學(xué)士學(xué)位,；
1988年在武漢大學(xué)獲碩士學(xué)位；
1993年至1994年在日本東京大學(xué)和大坂大學(xué)工作學(xué)習(xí),；
1997年在中國(guó)科學(xué)院植物研究所獲博士學(xué)位,；
1997年至1998年在日本原子能研究所作訪問(wèn)學(xué)者。
學(xué)術(shù)任職
中國(guó)科學(xué)院植物研究所首席研究員,、中科院研究生院教授,、中國(guó)植物學(xué)會(huì)副秘書(shū)長(zhǎng)、中國(guó)植物學(xué)會(huì)植物生理與分子生物學(xué)專業(yè)委員會(huì)副主任,、中科院光合作用與環(huán)境分子生理學(xué)院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室學(xué)術(shù)委員會(huì)委員,。兼任《植物學(xué)通報(bào)》副主編、《Journal of Integrative Plant Biology》編委,。
承擔(dān)項(xiàng)目
近五年來(lái),，主持和承擔(dān)中國(guó)科學(xué)院重要方向性項(xiàng)目1項(xiàng)，“973”三級(jí)課題2項(xiàng),，“863”課題2項(xiàng),，國(guó)家轉(zhuǎn)基因植物與產(chǎn)業(yè)化課題1項(xiàng)，國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目3項(xiàng),。
部分英文原文：
Originally published In Press as doi:10.1074/mcp.M600146-MCP200 on November 27, 2006.
Molecular & Cellular Proteomics 6:207-230, 2007.
Research
Proteomics Identification of Differentially Expressed Proteins Associated with Pollen Germination and Tube Growth Reveals Characteristics of Germinated Oryza sativa Pollen*,S
Shaojun Dai, Taotao Chen,, Kang Chong, Yongbiao Xue¶, Siqi Liu|| and Tai Wang,**
From the Research Center for Molecular and Developmental Biology, Key Laboratory of Photosynthesis and Environmental Molecular Physiology, Institute of Botany, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100093, China, Graduate School of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China, ¶ Key Laboratory of Molecular and Developmental Biology, Institute of Genetics and Developmental Biology, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101, China, and || Beijing Genomics Institute, Chinese Academy of Sciences, Beijing 101300, China
Mature pollen from most plant species is metabolically quiescent; however, after pollination, it germinates quickly and gives rise to a pollen tube to transport sperms into the embryo sac. Because methods for collecting a large amount of in vitro germinated pollen grains for transcriptomics and proteomics studies from model plants of Arabidopsis and rice are not available, molecular information about the germination developmental process is lacking. Here we describe a method for obtaining a large quantity of in vitro germinating rice pollen for proteomics study. Two-dimensional electrophoresis of 2300 protein spots revealed 186 that were differentially expressed in mature and germinated pollen. Most showed a changed level of expression, and only 66 appeared to be specific to developmental stages. Furthermore 160 differentially expressed protein spots were identified on mass spectrometry to match 120 diverse protein species. These proteins involve different cellular and metabolic processes with obvious functional skew toward wall metabolism, protein synthesis and degradation, cytoskeleton dynamics, and carbohydrate/energy metabolism. Wall metabolism-related proteins are prominently featured in the differentially expressed proteins and the pollen proteome as compared with rice sporophytic proteomes. Our study also revealed multiple isoforms and differential expression patterns between isoforms of a protein. These results provide novel insights into pollen function specialization.
