论文摘要
在显花植物授粉受精过程中,具顶端极性生长特性的花粉管是雄性生殖单位的载体,也是研究细胞生长分子调控机理的理想材料。本研究以小黑杨（Populus simonii×P.nigra）风干的成熟花粉（MP）、吸水花粉（HP）、花粉管（PT）为试材。采用细胞学观察、Solexa测序、双向电泳、基于液相色谱串联质谱的非标记定量（Label-free LC MS/MS）等技术方法,研究了小黑杨花粉的萌发动态及萌发率、花粉离体培养的适宜条件、花粉萌发（从MP到HP,称为PG）和花粉管生长（从HP到PT,称为PTG）的差异表达基因与差异表达蛋白极其功能分类等。得出以下结论：1.小黑杨成熟花粉为2-细胞型花粉。花粉萌发动态的观察表明：从1、2、4、6、7h,萌发率逐渐上升,7h萌发率可达70%以上,花粉管的平均长度为200-300gm2.小黑杨花粉离体培养的适宜条件：室温21℃左右,PH6.3,蔗糖、硼酸（H3BO3）和氯化钙（CaCl2）含量分别为15%、20mg/L和40mg/L3.Solexa测序结果评估：三个样品的有效标签数量最高达4.5M,最低2.5M,能够匹配到基因的标签数量约占50%左右,唯一性标签匹配到的基因数量达1万个左右,检测到的新的转录本有3-4万个,总体上测序数据正常4.转录的基因总数从MP到HP呈下降趋势,从HP到PT呈上升趋势；特异表达基因比例从MP到HP显著下降,从HP到PT显著上升；PG差异表达的基因中下调表达基因占优势,PTG差异表达的基因中上调表达占优势。说明成熟花粉已经包含了萌发和花粉管早期生长需要的大部分RNA,在花粉管生长阶段出现了新基因表达5.差异表达基因分子功能富集分析表明：在花粉萌发和花粉管生长过程中,和催化活性,结合,运输活性,酶调控活性相关的转录本被高度代表6.差异表达基因的生物学过程富集分析表明：PG主要和运输、定位及定位的建立等生物过程相关,PTG主要和鞘脂代谢过程、膜质代谢过程及乙醇代谢过程相关7.Pathway富集分析表明：PG过程显著富集的途径包括钙信号途径、磷脂酰肌醇信号途径,MAPK信号途径、磷酸肌醇代谢等49个。PTG过程显著富集的途径包括鞘脂代谢,半乳糖代谢,糖酵解,泛素介导的蛋白质水解等24个8.质谱分析得到612个差异表达蛋白。去冗余后得到301个差异表达蛋白。其中,MP特异表达的蛋白有5个,HP特异表达的蛋白有155个,PT特异表达蛋白有64个,特异表达的蛋白从MP到HP显著上升,从HP到PT显著下降9.301个蛋白质被分成12个不同功能类别。与碳水化合物和能量代谢、蛋白质代谢相关的蛋白占50%左右；和防御或胁迫、细胞壁构建和代谢、运输、细胞骨架动力学相关的蛋白占30%左右10.基因表达谱数据和蛋白质组数据整合分析表明,两者的相关性很低,甚至呈现反向的对应关系