油菜根系響應(yīng)低硼脅迫的差異蛋白與功能分析.pdf

1、硼是維持植物生長(zhǎng)發(fā)育所必需的微量元素之一,缺硼不僅會(huì)導(dǎo)致作物減產(chǎn),其品質(zhì)也受到影響。甘藍(lán)型油菜對(duì)硼的需求量大,對(duì)缺硼敏感。在我國(guó),油菜主要種植區(qū)是缺硼比較嚴(yán)重的地區(qū),土壤有效硼缺乏是限制油菜增產(chǎn)的重要因素。施用硼肥是目前生產(chǎn)中廣泛采用的解決辦法,但是這不僅增加了成本還有可能造成環(huán)境污染。因此,通過(guò)篩選硼高效品種,解析其適應(yīng)低硼的生理和遺傳機(jī)理,進(jìn)而改良油菜營(yíng)養(yǎng)遺傳性狀,對(duì)維持我國(guó)油菜產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。在實(shí)驗(yàn)室已有的工作基礎(chǔ)上,

2、本研究采用差異蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù),獲得了硼高效品種青油10號(hào)在不同程度硼缺乏情況下的蛋白表達(dá)譜,整合分析了根系響應(yīng)低硼脅迫的代謝途徑網(wǎng)絡(luò),提出了該材料適應(yīng)低硼環(huán)境的可能機(jī)制。主要的研究結(jié)果如下:
　　 1甘藍(lán)型油菜根系可溶性蛋白的提取及雙向電泳體系的優(yōu)化。采用三氯乙酸/丙酮沉淀法、酚提法、酚提取-甲醇/醋酸銨沉淀法分別提取甘藍(lán)型油菜根系可溶性蛋白,對(duì)比分析聚丙烯酰胺凝膠電泳(SDS-PAGE)及雙向電泳(2-DE)的檢測(cè)效果,最終選

3、擇優(yōu)化的酚提法,并對(duì)提取步驟、雙向電泳上樣量和凝膠濃度進(jìn)行調(diào)整,優(yōu)化了實(shí)驗(yàn)技術(shù)體系。
　　 2低硼誘導(dǎo)差異表達(dá)蛋白的分離和質(zhì)譜鑒定。短期低硼脅迫處理油菜幼苗,取不同時(shí)間點(diǎn)根系為材料提取蛋白,通過(guò)雙向電泳進(jìn)行分離,使用分析軟件PDquest對(duì)比實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組圖像找到78個(gè)差異點(diǎn),經(jīng)MALDI-TOF/TOF質(zhì)譜分析鑒定了46個(gè)蛋白。
　　 3差異蛋白代謝途徑的整合及功能分析。運(yùn)用InterPro,NCBI,UniProt,

4、TAIR等生物信息學(xué)分析軟件和公共數(shù)據(jù)庫(kù),系統(tǒng)分析了所有差異蛋白的生理生化功能、表達(dá)部位和模式、代謝途徑等信息,將這些低硼響應(yīng)蛋白分為碳水化合物與能量代謝,逆境響應(yīng)蛋白,信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)與調(diào)控,蛋白相關(guān)進(jìn)程,氨基酸與脂肪酸代謝,核酸代謝,細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)以及其他等八類。
　　 4青油10號(hào)低硼適應(yīng)機(jī)制的分析。糖代謝可能是低硼脅迫下各生理事件的一個(gè)調(diào)控中樞,糖類物質(zhì)向不同代謝途徑的流動(dòng)維持了能量代謝及存儲(chǔ)和還原力供給之間的平衡。在低硼脅迫程度較