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柱头是被子植物雌蕊顶端的特化组织。在授粉的过程中柱头附着花粉并与花粉识别，为亲和的花粉提供水合、萌发和花粉管生长的适宜环境。花粉与柱头的识别是相互的。先前的细胞学研究表明柱头在花粉识别过程中起到主动的作用，但是相对于花粉而言，人们对柱头在这一过程中的作用机制了解较少。研究柱头在花粉.柱头识别过程中的作用对于人们理解植物授粉识别的分子机理进而通过分子遗传学的手段提高农作物的授粉效率具有重要的意义。本研究选取了干柱头植物玉米和湿柱头植物烟草用蛋白质组学的方法对其柱头表达的蛋白进行了分析，主要研究结果如下：
1.柱头优势表达蛋白
运用双向电泳和生物质谱的方法分别鉴定出73种玉米柱头优势表达蛋白和48种烟草柱头优势表达蛋白，并对这些蛋白质的功能和性质进行了分析和总结，发现参与抗性和胁迫响应、碳代谢和能量代谢、蛋白质代谢、信号转导、光合作用等过程的蛋白质在玉米和烟草柱头优势表达蛋白中均占到很大的比例。
2.玉米柱头中响应授粉和发育过程的蛋白
比较授粉前后玉米柱头蛋白质表达谱，发现有47种蛋白质的表达量发生了明显变化。有12种玉米柱头优势表达蛋白在授粉前后差异表达，其中的11种蛋白质表达量被下调，表明它们参与授粉识别的可能性比较大。比较幼嫩和成熟玉米柱头的蛋白质表达谱，发现有49种蛋白质的表达后有差异，推测它们可能在柱头发育的不同时期发挥作用，并且与授粉过程有直接或间接的关系。
3.玉米柱头中的分泌蛋白
用SignalP软件对鉴定出的169种玉米柱头表达蛋白的序列进行分析，发现有17种蛋白质具有N端信号肽序列，包括6种柱头优势表达蛋白，5种柱头发育过程中差异表达蛋白和10种授粉前后差异表达蛋白；其中4种柱头优势表达蛋白在授粉前后呈现出表达量的变化。这些蛋白中的一部分可能被分泌到玉米柱头的表面组成柱头表膜，在授粉识别过程中发挥直接作用。
4.烟草柱头分泌物及表层细胞蛋白
利用裂解缓冲液冲洗烟草柱头的办法富集了分布在烟草柱头分泌物中及柱头表面几层细胞中的蛋白质。双向电泳分析显示这些蛋白的性质与烟草柱头优势表达蛋白存在较大差异。洗脱蛋白中有多种参与囊泡运输的蛋白，说明柱头表面几层细胞中的囊泡运输活动比较活跃，并且可能在授粉识别过程中发挥了重要作用。
5.玉米和烟草柱头蛋白质表达情况的比较
玉米和烟草柱头优势表达蛋白的功能和性质十分接近，但是二者之间的同源蛋白只占到各自总数的14.86％和22.92％，说明干、湿柱头授粉识别的分子机理可能存在较大的差别。
本研究通过5组蛋白质组学实验，从不同的角度分析了玉米和烟草柱头中的蛋白质表达情况，并比较了二者之间的异同。总共鉴定出349种在植物柱头中表达的蛋白质，其中有很大一部分蛋白有可能参与了授粉识别过程，为进一步从遗传学的角度揭示柱头参与的植物授粉识别过程的分子机理提供了依据和切入点。