泛素依赖的蛋白酶体途径是真核细胞内蛋白质选择性降解的主要途径之一，其核心酶是26S蛋白酶体。花粉发育是高等植物有性生殖过程中一个非常重要的生物学事件，其蛋白表达受严格的时空调节。以往研究表明花粉发育过程伴随着活跃的蛋白质泛素化，但是该过程中花药内蛋白酶体的分布模式及其功能至今仍不清楚。过去一年中，我们收集了蛋白酶体不同活性位点发生突变的拟南芥突变体7个。初步细胞学分析表明，蛋白酶体各活性位点突变将不同程度地导致花粉产量减少、活力下降。为深入研究蛋白酶体在花粉发育过程中的作用，本项目运用免疫印迹和免疫胶体金标记等技术结合电子透射显微镜和荧光分光光度计等检测拟南芥花粉发育过程中蛋白酶体活性、含量及分布模式的变化趋势，并运用薄切片和超薄切片技术，分别从显微和超微结构分析蛋白酶体突变对花粉发育的影响，在上述工作的基础上再有针对性地开展蛋白质组学研究，以期揭示蛋白酶体调控植物花粉发育的机制。

泛素依赖的蛋白酶体途径是真核细胞内蛋白质选择性降解的主要途径之一，而花粉发育是高等植物有性生殖过程中一个非常重要的生物学事件。以往研究表明花粉发育过程伴随着活跃的蛋白质泛素化，但是该过程中花药内泛素缀合蛋白以及蛋白酶体的分布模式及其功能至今仍不清楚。本项目利用半薄切片、超薄切片技术结合免疫荧光标记和免疫胶体金技术，经共聚焦显微镜和电子透射显微镜下观察发现发现花粉发育过程中，泛素缀合蛋白在花粉中具有的分布具有不对称性；利用蛋白酶体抗体标记发现蛋白酶体也有类似的分布特点。此外利用荧光分光光度计以及统计分析荧光标记的荧光强度结果都表明蛋白酶体活性随着花粉的发育进程表现为先上升，后略下降的趋势，即花粉中的蛋白酶体活性高低具有发育相关性。基于蛋白酶体不同活性位点发生突变的拟南芥突变体的分析结果表明，蛋白酶体各活性位点突变可能导致花粉败育，也有可能影响花粉管生长，尤其是花粉管中线粒体的形态及其分布，以及花粉管导向，导致胚囊未能完成双受精过程，最终表现为种子败育。此外，在上述工作的基础上我们还开展了初步的双向电泳研究。我们的研究结果表明，泛素系统参与植物花粉发育，并起着不可或缺的作用。