CO2加富和干旱脅迫下黃瓜葉片葉綠體蛋白質(zhì)組學(xué)分析.pdf

1、本試驗(yàn)以‘津優(yōu)35號(hào)’黃瓜為試材，研究了黃瓜幼苗在CO2加富和干旱脅迫下的形態(tài)指標(biāo)和生理特性，并通過(guò) iTR AQ技術(shù)對(duì)黃瓜葉片葉綠體蛋白質(zhì)組進(jìn)行了分析。采用裂區(qū)設(shè)計(jì)，主區(qū)為 C O2濃度處理，裂區(qū)為水分處理。其中 CO2濃度處理為大氣 C O2濃度（400μmol·mol-1，用A表示）和CO2加富（800±20μmol·mol-1，用E表示），水分處理為對(duì)照（營(yíng)養(yǎng)液，用0表示）、中度干旱脅迫（營(yíng)養(yǎng)液+5％聚乙二醇6000，用1表示）

2、和重度干旱脅迫（營(yíng)養(yǎng)液+10%聚乙二醇6000，用2表示）。主要研究結(jié)果如下：
　　1. CO2加富顯著提高了三種水分處理下黃瓜的株高、莖粗、葉面積和葉片相對(duì)含水量。C O2加富顯著提高了中度和重度干旱脅迫下黃瓜葉片的凈光合速率。與大氣C O2相比，CO2加富使干旱脅迫下Fm的下降程度和NPQ的升高程度都減小。CO2加富明顯降低了中度和重度干旱脅迫下OJIP曲線中J峰和K峰的熒光強(qiáng)度。
　　2.通過(guò)iTRAQ技術(shù)共鑒定到20

3、46個(gè)蛋白質(zhì)，從中我們選取具有重要功能和最高可信度的差異表達(dá)蛋白質(zhì)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析。差異表達(dá)蛋白質(zhì)功能主要涉及光合作用、色素的生物合成、脅迫及防御響應(yīng)、氧化還原平衡和代謝通路等方面。
　　（1）光反應(yīng)相關(guān)蛋白（PSII反應(yīng)中心蛋白、葉綠素 a-b結(jié)合蛋白、PSI裝配蛋白Ycf4和PSI反應(yīng)中心亞基VI-2等）在中度和重度干旱脅迫下表現(xiàn)為下調(diào)。CO2加富提高了對(duì)照下psbJ和PSII葉綠素a-b結(jié)合蛋白的豐度以及中度干旱脅迫下psb

4、J和PS I反應(yīng)中心亞基VI-2的豐度。
　?。?）類(lèi)胡蘿卜素合成相關(guān)蛋白（胡蘿卜素ε-單氧酶、葉黃素缺乏蛋白、八氫番茄紅素合成酶和玉米黃素環(huán)化酶）在中度和重度干旱脅迫下表現(xiàn)為下調(diào)。葉綠素合成相關(guān)蛋白（原葉綠素酸酯還原酶、四吡咯-結(jié)合蛋白和鎂-螯合酶亞基ChlH）在中度干旱脅迫下表現(xiàn)為下調(diào)，而鎂-螯合酶亞基 ChlI-2在重度干旱脅迫下表現(xiàn)為下調(diào)。CO2加富提高了對(duì)照下鎂-螯合酶亞基ChlI-2的豐度，而降低了干旱脅迫下尿卟啉原脫

5、羧酶和四吡咯-結(jié)合蛋白的豐度。
　?。?）脅迫響應(yīng)蛋白（質(zhì)體-脂質(zhì)關(guān)聯(lián)蛋白、PLAT域包含蛋白、胚胎發(fā)育晚期豐富蛋白、谷胱甘肽轉(zhuǎn)移酶、熱激蛋白等）在中度和重度干旱脅迫下都表現(xiàn)為上調(diào)。C O2加富減少了干旱脅迫下產(chǎn)生的丙二醛等有毒醛類(lèi)或酮類(lèi)。
　　（4）大氣CO2下，中度和重度干旱脅迫都使鐵蛋白豐度上調(diào)，而PHGPx只在中度干旱脅迫下上調(diào)。中度和重度干旱脅迫使GSH、ASA含量以及抗氧化酶（SOD、POD、CAT和APX）活性

6、提高。CO2加富提高了中度和重度干旱脅迫下抗氧化酶的活性，而且使重度干旱脅迫下硫氧還蛋白家族蛋白豐度上調(diào)，說(shuō)明CO2加富能夠在一定程度上提高干旱脅迫下黃瓜的抗氧化能力。
　　（5）CO2加富使重度干旱脅迫下蘇氨酸脫水酶豐度上調(diào)、異亮氨酸合成增加、脯氨酸含量顯著提高，說(shuō)明CO2加富會(huì)通過(guò)提高干旱脅迫下滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的表達(dá)和含量來(lái)提高黃瓜的抗干旱能力。
　　綜上所述，黃瓜幼苗會(huì)通過(guò)調(diào)節(jié)相關(guān)蛋白的表達(dá)來(lái)對(duì)干旱脅迫做出響應(yīng)，以提高其在