高溫脅迫下枇杷果皮的差異蛋白質(zhì)組研究.pdf

1、枇杷是一種亞熱帶重要水果，多在夏季高溫時(shí)節(jié)成熟收獲，且多數(shù)枇杷品種對(duì)高溫的抵抗能力較弱，易受高溫脅迫而產(chǎn)生“日灼”現(xiàn)象，嚴(yán)重影響經(jīng)濟(jì)效益。本研究用人工高溫(40℃)處理不同果實(shí)發(fā)育階段(青果期、轉(zhuǎn)色期和黃熟期)的枇杷(Eriobotrya japonica(Thunb.)Lindl.)，通過(guò)測(cè)定果皮生理生化指標(biāo)的變化，并利用比較蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)，探討了不同發(fā)育程度的枇杷果皮對(duì)高溫的分子響應(yīng)機(jī)理。
　　我們測(cè)定了高溫脅迫下枇杷果皮膜透

2、性、脯氨酸含量、MDA和H2O2含量的變化以及細(xì)胞防御和呼吸代謝相關(guān)的各種酶活性的變化，發(fā)現(xiàn)在高溫脅迫下不同果實(shí)發(fā)育階段的枇杷果皮中各種生理指標(biāo)有不同的變化規(guī)律。同時(shí)，通過(guò)雙向電泳技術(shù)共發(fā)現(xiàn)了高溫誘導(dǎo)下枇杷果皮差異表達(dá)的68個(gè)蛋白，其中有36個(gè)蛋白上調(diào)，28個(gè)蛋白下調(diào)，4個(gè)蛋白不規(guī)則變化；68個(gè)蛋白中，有22個(gè)蛋白僅在青果期差異表達(dá)，35個(gè)蛋白僅在轉(zhuǎn)色期差異表達(dá)，7個(gè)蛋白僅在黃熟期差異表達(dá)，2個(gè)蛋白在青果期和轉(zhuǎn)色期都有差異表達(dá)，1個(gè)蛋白

3、在轉(zhuǎn)色期和黃熟期都有差異表達(dá)，1個(gè)蛋白在青果期和黃熟期都有差異表達(dá)。用MALDI-TOF-TOF/MS鑒定和數(shù)據(jù)庫(kù)檢索成功鑒定出55個(gè)差異表達(dá)蛋白，根據(jù)蛋白的主要生理功能分類，包括熱激蛋白和分子伴侶(9％)、抵抗脅迫相關(guān)蛋白(15%)、能量代謝相關(guān)蛋白(27%)、光合作用相關(guān)蛋白(15%)、蛋白合成相關(guān)蛋白(11%)等。對(duì)關(guān)鍵差異表達(dá)蛋白HSP70和乙醇脫氫酶進(jìn)行Western Blot分析，其結(jié)果同雙向電泳結(jié)果一致，進(jìn)一步證實(shí)了HSP

4、70和乙醇脫氫酶在高溫脅迫下的枇杷果皮中表達(dá)模式。
　　本研究首次發(fā)現(xiàn)了不同發(fā)育階段枇杷果皮對(duì)高溫脅迫有不同的響應(yīng)機(jī)制：
　　在青果期果皮中高溫誘導(dǎo)抗氧化類蛋白表達(dá)，增加防御相關(guān)酶的生理活性和Pro含量。該結(jié)果說(shuō)明在高溫脅迫下青果期果皮中各種響應(yīng)脅迫的防御機(jī)制加強(qiáng)了運(yùn)作，從而提高了果實(shí)在短期高溫環(huán)境下的耐受力。
　　在轉(zhuǎn)色期果皮中，高溫使MDA和H2O2含量上升，且高溫下各種防御相關(guān)蛋白的含量和抗性酶活性沒有變化或下降

5、。同時(shí)，高溫下轉(zhuǎn)色期果皮中無(wú)氧呼吸和光呼吸相關(guān)酶上調(diào)。這些結(jié)果表明，高溫環(huán)境下轉(zhuǎn)色期果皮未能及時(shí)啟動(dòng)抗性酶等防御脅迫的機(jī)制，高溫脅迫破壞了果皮中各種代謝的平衡，最終導(dǎo)致果皮中不完全氧化物等有毒物質(zhì)積累，使得轉(zhuǎn)色期的果實(shí)更容易受高溫傷害。這些結(jié)果共同揭示了“日灼”現(xiàn)象易發(fā)于枇杷轉(zhuǎn)色期的原因。
　　在高溫脅迫下的黃熟期枇杷果皮差異表達(dá)的蛋白較少（7個(gè)），黃熟期果皮中高溫導(dǎo)致下調(diào)表達(dá)的蛋白包括抵御病原脅迫和清除活性氧相關(guān)蛋白、蛋白糖基化

6、相關(guān)蛋白的，這些蛋白的表達(dá)不利于果皮細(xì)胞中保護(hù)和修復(fù)機(jī)制的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。同時(shí)，高溫脅迫下黃熟期果皮中的各種脅迫相關(guān)指標(biāo)和抗氧化酶活性的變化未呈現(xiàn)出統(tǒng)一規(guī)律，對(duì)此還需進(jìn)一步研究。
　　總之，本研究通過(guò)觀察不同發(fā)育期枇杷果皮在高溫（1.5h、40℃）下誘導(dǎo)表達(dá)的差異蛋白組的情況，結(jié)合生理指標(biāo)進(jìn)行分析，較為全面地概括出了三個(gè)發(fā)育階段（青果期，轉(zhuǎn)色期，黃熟期）枇杷果皮中響應(yīng)高溫脅迫的不同的分子機(jī)制。抗氧化酶和蛋白酶體等防御體系，以及無(wú)氧呼吸和