煙草葉片衰老過程變化的蛋白質(zhì)組和轉(zhuǎn)錄組研究.pdf

1、衰老是植物生長發(fā)育的最后階段,是一個(gè)復(fù)雜且高度調(diào)控并涉及到細(xì)胞、器官和個(gè)體的形態(tài)和生理變化的過程。煙草(Nicotiana tabacum L.)作為重要的經(jīng)濟(jì)作物,也是植物學(xué)研究的模式材料。煙葉生產(chǎn)中有打頂打叉的環(huán)節(jié),煙葉衰老被看作是一種特殊的衰老過程,與煙葉生產(chǎn)密切相關(guān)。葉片衰老過程導(dǎo)致植株形態(tài)、生理、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、轉(zhuǎn)錄因子、激素等方面的變化,并引發(fā)眾多基因表達(dá)互作的變化,為此本研究分別在云南昆明和麗江永勝,以“云煙87”品種進(jìn)行大田栽

2、培研究,其中永勝設(shè)置三個(gè)移栽時(shí)間變化處理,其中T1(提前14天移栽)、T2(正常移栽)、T3(延遲14天移栽)。對四種栽培方式的煙草中部葉片進(jìn)行農(nóng)藝性狀、活體葉綠素SPAD值、凈光合速率、呼吸速率等指標(biāo)的測定,結(jié)果顯示隨著葉片衰老進(jìn)程,葉長、葉寬、葉厚均會逐漸降低,活體葉綠素含量下降,葉片凈光合速率下降而呼吸速率上升等變化。根據(jù)衰老生理變化結(jié)果,選擇以煙葉旺長期為對照,將生理成熟期(M)、采收期(M1)、延遲采收7天(M2)、延遲采收1

3、4天(M3)的昆明栽培煙株的中部葉片取樣進(jìn)行蛋白質(zhì)組分析,結(jié)果顯示煙葉在衰老過程中光合相關(guān)蛋白質(zhì)表達(dá)逐漸下降、呼吸作用相關(guān)蛋白質(zhì)表達(dá)上升、增強(qiáng)逆境抗性相關(guān)蛋白質(zhì)多上調(diào)表達(dá)并伴隨有蛋白質(zhì)和氨基酸的合成代謝的減弱,分解代謝的增強(qiáng)。因蛋白組研究的局限性,蛋白質(zhì)組水平?jīng)]有檢測與衰老進(jìn)程相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、激素代謝等相關(guān)的蛋白差異表達(dá)變化,為此分別進(jìn)一步對四種栽培方式下 P,M、M1和M2期4個(gè)時(shí)期共16個(gè)樣品的中部煙葉進(jìn)行DGE分析;結(jié)果

4、顯示在煙葉衰老過程中伴隨衰老相關(guān)的正調(diào)控轉(zhuǎn)錄因子家族如 WRKY和NAC等表達(dá)增強(qiáng),細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)能力增強(qiáng),IAA、GA等生長促進(jìn)型內(nèi)源激素的合成和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的減弱,而 ABA、JA、乙烯等的衰老促進(jìn)激素合成與信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的增強(qiáng)。通過蛋白質(zhì)組和DGE的關(guān)聯(lián)分析,找到在昆明和永勝蛋白和轉(zhuǎn)錄水平一致的基因基因25條,這些衰老緊密相關(guān)的基因集提供進(jìn)一步研究相應(yīng)基因衰老調(diào)控的基礎(chǔ)。我們的研究結(jié)果顯示在煙葉衰老過程中分解謝增強(qiáng),合成代謝減弱,物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)增