不同玉米骨干自交系氮素利用的差異蛋白質(zhì)組學(xué)初步研究.pdf

1、玉米(ZeamaysL)是世界上最重要的食糧之一，平均單產(chǎn)居首位。就目前全球情況而言，增加氮肥的施用量是提高玉米產(chǎn)量的一條重要措施。然而氮肥施用只能在一定程度上增加其產(chǎn)量，施用過量不但給生產(chǎn)者帶來更多的經(jīng)濟負擔，而且?guī)韲乐氐沫h(huán)境問題。我國西南地區(qū)玉米主要種植于較貧瘠的土壤中。因此研究玉米的骨干自交系，尤其是對氮素反應(yīng)敏感度不同的自交系，氮素利用差異的機理，有利于搞清楚玉米耐低氮品種在低氮脅迫下啟動應(yīng)急的機制，從而為選育高肥料利用效率品

2、種奠定基礎(chǔ)。 本研究選取在育種中廣泛應(yīng)用玉米骨干自交系耐瘠薄的黃早四和不耐瘠薄的Mol7為材料。研究二者在無土栽培條件下以硝酸鈣為唯一氮源且施氮濃度梯度為Ommol/L、2mmol/L、4mmol/L、8mmol/L下株型、干物質(zhì)積累差異，并以雙向電泳技術(shù)分別研究在上述栽培條件下黃早四、Mol7葉片蛋白質(zhì)組表達的差異，得到以下結(jié)論： 1.黃早四在前期的營養(yǎng)生長中株高葉面積不如Mol7，干物質(zhì)積累量也比Mol7少，但是在后

3、期成熟時的干物質(zhì)積累總量和Mol7相當，生殖生長的干物質(zhì)積累比Mol7多，并且每個生長時期黃早四在不同施氮水平間的差異表現(xiàn)均沒有Mol7明顯，黃早四在4mmol/L時能夠獲得與8mmol/L相近的生物學(xué)產(chǎn)量，據(jù)此推斷黃早四比Mol7更具有耐瘠薄的特點。 2.黃早四、Mol7在苗期和拔節(jié)期的各個施氮水平葉片表達的蛋白質(zhì)組進行雙向電泳分析，檢測到各個時期Mol7表達的蛋白點均少于黃早四。這可能與黃早四比Mol7更耐瘠薄有關(guān)。分別分析

4、相同自交系同一時期不同施氮水平的雙向電泳圖譜，對其中28個差異表達的蛋白點進行肽質(zhì)量指紋圖譜分析，結(jié)果表明28個蛋白中包括了大量的未知蛋白，其中27個蛋白點與玉米以外的其他植物種屬同源。 3.黃早四和Mol7拔節(jié)期均檢驗到1，5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶大亞基且這一蛋白的表達量在黃早四和Mol7中均隨著施氮濃度的增加呈上升的趨勢。在相同施氮水平下黃早四1，5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶大亞基表達量高于Mol7，這可能是黃早四比

5、Mol7更耐低氮脅迫的原因之一。 4.在黃早四苗期和Mol7的拔節(jié)期均檢測到了半胱氨酸蛋白酶抑制蛋白，證明半胱氨酸蛋白酶抑制蛋白作為一種逆境誘導(dǎo)蛋白，對玉米氮素脅迫起作用。在黃早四苗期中半胱氨酸蛋白酶抑制蛋白隨著施氮濃度的增加表達量呈獻上升的趨勢，而Mol7拔節(jié)期的情況正好相反。這可能是黃早四對施氮水平較Mol7不敏感的原因。 5.在Mol7拔節(jié)期檢測到抗病基因編碼的一類NBS-LRR蛋白，這種蛋白首次在玉米的氮素脅迫中