水稻對UV-B輻射脅迫響應(yīng)的差異蛋白組學(xué)研究.pdf

1、因臭氧層破壞導(dǎo)致的紫外線(UV)-B輻射增強，是目前倍受關(guān)注的環(huán)境問題之一。眾多研究表明，Uv-B輻射增強會導(dǎo)致植物形態(tài)和遺傳物質(zhì)結(jié)構(gòu)變異、光合色素破壞、光合作用強度和能力下降，從而間接影響人類生活與生存。UV-B輻射增強對水稻農(nóng)作物的影響及保護機制便成為近年來國際上研究的熱點。本研究以不同抗性品種水稻Lemont和Dular為材料，利用雙向電泳、質(zhì)譜技術(shù)并結(jié)合生物信息學(xué)的方法對UV-B脅迫下的水稻進行了差異蛋白的比較分析，以探討水稻抗

2、UV-B輻射的分子機制。實驗在UV-B輻射處理1天、7天和14天的時候，分別提取對照與處理水稻幼苗葉片總蛋白，通過雙向電泳和圖譜分析發(fā)現(xiàn)有39個蛋白質(zhì)產(chǎn)生差異表達。對其中差異明顯、表達豐度高的30個蛋白點進行MALDI-TOF/MS分析和數(shù)據(jù)庫檢索，共鑒定出23個差異蛋白質(zhì)點。這些蛋白質(zhì)從不同角度反映了UV-B輻射對水稻的影響以及水稻對UV-B的響應(yīng)。 根據(jù)實驗結(jié)果，UV-B輻射對水稻的傷害影響主要有以下幾個方面：(1) 光合作

3、用相關(guān)酶降解，導(dǎo)致光合強度下降；(2) 糖類的氧化分解受到阻礙，使細胞得不到充足的能量：(3)UV-B輻射下，蛋白質(zhì)分解加強。 水稻的抗UV-B響應(yīng)表現(xiàn)在：(1) 在糖類代謝上，多糖(蔗糖等)的合成作用加強，植物抗逆性提高；核糖5磷酸異構(gòu)酶的上調(diào)使糖類朝著有利于DNA修復(fù)的方向進行；(2) 不飽和脂肪酸的合成有利于減少由于膜脂過氧化作用導(dǎo)致的細胞膜結(jié)構(gòu)組成的變化；(3) 誘導(dǎo)葉綠體蛋白的合成、蛋白質(zhì)折疊加工作用增強；(4) 信號

4、轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑相關(guān)酶活性增強：(5)細胞防御體系的響應(yīng)包括活性氧清除和次生代謝物質(zhì)的合成作用加強。 根據(jù)細胞定位的結(jié)果，這些蛋白質(zhì)主要位于葉綠體、線粒體和細胞質(zhì)中。其中47.8％定位在葉綠體中，占大多數(shù)。這將為進一步從亞細胞水平上研究水稻抗UV-B輻射的分子機制奠定基礎(chǔ)。 實驗發(fā)現(xiàn)，抗UV-B輻射水稻品種Lemont在蛋白水平的差異更大，所鑒定的23個蛋白均有豐度變化，可見其抗性調(diào)節(jié)的范圍更廣。而UV-B敏感型水稻Dular只