低氮脅迫下黃瓜幼苗差異表達基因鑒定與蛋白質組學分析.pdf

1、黃瓜(Cucumis sativus L.)是世界上最重要的蔬菜作物之一。黃瓜栽培上需要施用大量的肥料，尤其是氮肥。氮肥是植物最重要的礦質元素，它是氨基酸、蛋白質、葉綠素、核酸、脂類以及其他重要代謝物質的組成成分。氮素的缺乏會導致植物生長減慢，加速衰老，最終影響經(jīng)濟產(chǎn)量。然而，大量施用氮肥不僅增加的生產(chǎn)成本，還會導致果實硝酸鹽過量積累和產(chǎn)生土壤鹽漬化。減少肥料的投入的同時提高產(chǎn)品質量而不影響產(chǎn)量是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)面臨的主要挑戰(zhàn)。在前人的實驗結果

2、中，我們發(fā)現(xiàn)一些栽培品種對低氮脅迫有著較好的耐性。
　　 本研究選用前期試驗中鑒定出的耐低氮品種“津研四號”，通過其在轉錄水平及蛋白質表達水平的差異，研究其在低氮脅迫條件下的應答機制，希望能為揭示黃瓜耐低氮脅迫的機理奠定基礎。
　　 為了鑒定黃瓜轉錄水平對低氮脅迫的應答，本試驗分別在正常營養(yǎng)條件以及低氮條件下栽培該黃瓜品種，并選取幼苗葉片進行轉錄水平的差異比較。通過Solexa測序技術，本試驗鑒定出868個響應低氮脅迫的

3、基因，其中654個基因上調表達，214個基因下調表達，包括轉錄因子、酶基因以及與激素調節(jié)相關的基因等。本試驗選取了20個氮代謝相關或差異顯著的基因進行驗證，其中19個基因與表達譜測序結果一致，達到95％，證明表達譜測序結果準確可靠。為了進一步驗證測序結果的準確性，對RT-PCR驗證結果進行了qRT-PCR驗證，本試驗選取了已驗證的15差異基因進行進一步驗證，結果與RT-PCR結果完全一致，進一步證明了表達譜測序結果的可靠性。GO分析結果

4、顯示差異表達基因主要涉及“代謝過程”，“細胞”，“結合”，“細胞過程”，“細胞器”以及“催化活性”等。其中，在“含氮化合物代謝過程”中含有62個差異表達基因，其中44個基因上調表達，18個基因下調表達。本試驗同時鑒定出了一些富集的Pathway，例如光合作用捕光蛋白質，苯基丙酸類合成，類黃酮的生物合成、氮代謝、光合作用以及苯丙氨酸代謝等途徑。
　　 為了鑒定低氮脅迫下黃瓜幼苗蛋白質水平的變化差異，本試驗選取與Solexa測序相同

5、的材料進行蛋白質雙向電泳分析。用24cm，pH4-7的IPG膠條進行試驗，每根膠條上樣量為1mg，用12.5%的分離膠進行雙向電泳。對照與低氮處理各進行三次重復試驗，經(jīng)過考馬斯亮藍染色后的膠，用掃描儀在300dpi分辨率采集圖像。用Imagemaster2D Platinum7.0圖像分析軟件處理圖像，分析差異表達的蛋白質點，并進行質譜檢測。結果表明：在低氮脅迫處理下，表達出現(xiàn)明顯差異的蛋白質點共有7個。通過質譜分析，對這7個蛋白質進行