狗牙根干旱相關蛋白及代謝產(chǎn)物研究.pdf

1、干旱是限制植物生長的主要非生物因素之一，能夠引起植物細胞在各個水平上發(fā)生改變。目前，與狗牙根抗旱相關的研究多集中在形態(tài)與生理方面，對干旱相關蛋白及代謝產(chǎn)物的研究甚少。本論文以抗旱性不同的狗牙根基因型為試驗材料，借助蛋白質(zhì)組、免疫印跡分析、代謝組等技術，開展了以下三個方面的工作:一、狗牙根干旱相關蛋白的研究;二、狗牙根干旱相關蛋白的免疫印跡分析;三、狗牙根干旱相關代謝產(chǎn)物的研究。主要研究內(nèi)容與結果如下:
　　1、以狗牙根基因型‘Ti

2、fway’與‘C299’為試驗材料，在生長箱內(nèi)進行了為期15d的干旱處理。干旱脅迫降低了狗牙根2個基因型的葉片相對含水量(RWC)與光化學效率(Fv/Fm)，提高了相對電導率(EL)的水平，但上述指標在‘Tifway’中的變化幅度比在‘C299’中要小。在試驗處理第10d時，分別選取正常生長與干旱處理的2個基因型葉片，進行了全蛋白的提取與雙向電泳分離(2-DE)。凝膠圖像分析結果顯示，干旱脅迫總共引起了54個蛋白表達量的顯著性改變，其中

3、有32個蛋白的表達量上調(diào)，有22個蛋白的表達量下調(diào)。質(zhì)譜(MS)分析結果顯示，這些干旱響應蛋白的功能涉及到代謝、能量、細胞生長/分化、蛋白合成以及逆境防御等多個過程。通過對抗旱性不同的‘Tifway’與‘C299’進行差異蛋白比較，發(fā)現(xiàn)狗牙根的抗旱性可能與光合作用相關蛋白(Chl a-b、ATPSα、PRK、Rubisco)表達量的維持，抗氧化蛋白酶(SOD、APX、DHAR、MDHAR、Prx)表達量的升高有關。
　　2、以狗牙

4、根基因型‘Midrion’、‘Tifgreen’、‘Tifway’、‘Champion’、‘Pariot’、‘Celebration’為試驗材料，在生長箱內(nèi)進行了為期15d的干旱處理。通過測定目測質(zhì)量、葉片RWC、Fv/Fm、凈光合速率(Pn)以及EL的變化差異，綜合評價了狗牙根6個基因型的抗旱性。在干旱處理第0d與10d時，選取較抗旱的‘Midrion’、‘Tifway’與干旱敏感的‘Pariot’、‘Celebration’為試驗材

5、料，用免疫印跡的方法驗證了干旱相關蛋白Rubisco LSU、SOD、DHAR以及MDHAR的表達。與干旱敏感的基因型相比，抗旱基因型的Rubisco LSU下降幅度較小，而SOD、DHAR以及MDHAR的上升幅度較大。
　　3、以狗牙根基因型‘Tifway’與‘C299’為試驗材料，比較了干旱脅迫下2個基因型的葉片RWC、葉綠素含量、Fv/Fm以及EL的變化差異，所有測定指標均表明‘Tifway’較‘C299’更抗旱。在試驗處理

6、第5、10、15d時，分別選取2個基因型的干旱處理葉片與相應的正常生長的對照葉片，以甲醇為溶劑進行代謝產(chǎn)物的提取。在狗牙根2個基因型的葉片或根系中，GC-MS分析總共鑒定出44種代謝產(chǎn)物:15種有機酸、14種氨基酸、10種糖與糖醇、3種脂肪酸以及2種含氮化合物。通過對抗旱性不同的‘Tifway’與‘C299’進行差異代謝產(chǎn)物比較，發(fā)現(xiàn)狗牙根的抗旱性可能與某些代謝產(chǎn)物的高水平表達或者含量維持有關，這些代謝產(chǎn)物包括:3種有機酸（阿魏酸、甘油