低磷脅迫下油菜幼苗根系蛋白雙向電泳分析.pdf

1、油菜是一種重要的油料經(jīng)濟(jì)作物，磷素是維持其正常生長(zhǎng)發(fā)育的重要營(yíng)養(yǎng)元素之一，通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，土壤中能被植物吸收利用的磷素十分缺乏，在缺磷影響下，油菜的優(yōu)勢(shì)很難得到發(fā)揮，成為制約油菜品質(zhì)和產(chǎn)量的重要原因。目前，通過(guò)施加磷肥來(lái)緩解土壤中磷素缺乏的現(xiàn)狀，但是，僅植物根系附近的磷素得到了有效利用，大部分磷素遺留在土壤中造成磷素的浪費(fèi)并引起環(huán)境的污染。因此研究油菜在磷脅迫下的響應(yīng)機(jī)制并挖掘磷高效油菜品種成為研究的熱點(diǎn)。目前，主要利用基因組學(xué)對(duì)油菜響應(yīng)

2、磷脅迫的機(jī)制進(jìn)行研究，蛋白質(zhì)是生物生理功能和生命現(xiàn)象的執(zhí)行者，而且蛋白質(zhì)是細(xì)胞、器官和組織的重要組成部分，應(yīng)用蛋白質(zhì)組學(xué)，可以從整體的角度對(duì)油菜響應(yīng)磷脅迫的綜合機(jī)制進(jìn)行研究。
　　本實(shí)驗(yàn)以甘藍(lán)型油菜中油雜9號(hào)為實(shí)驗(yàn)材料，優(yōu)化油菜幼苗水培方法，觀察低磷脅迫下油菜幼苗根系的形態(tài)學(xué)變化，建立并優(yōu)化油菜幼苗根系蛋白的提取體系，利用優(yōu)化后的自制管狀膠雙向電泳技術(shù)體系獲取不同磷素濃度脅迫下油菜幼苗根系的凝膠圖譜并進(jìn)行分析，為后續(xù)低磷脅迫下油菜

3、幼苗相關(guān)分子機(jī)理的研究奠定基礎(chǔ)。主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　1、低磷脅迫下，油菜幼苗根系形態(tài)在水培體系中發(fā)生明顯變化。低磷脅迫下油菜幼苗的主根變細(xì)變長(zhǎng)，而側(cè)根和根毛的數(shù)量增加，低磷處理下的油菜幼苗根系呈現(xiàn)紅棕色，而且隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng)顏色逐漸加深。說(shuō)明，油菜幼苗根系通過(guò)形態(tài)變化增加根系與營(yíng)養(yǎng)液的接觸面積，提高對(duì)磷素的吸收和利用來(lái)適應(yīng)低磷環(huán)境。
　　2、優(yōu)化了的自制管狀膠雙向電泳體系。采用TCA-丙酮沉淀法優(yōu)于直接研磨法，裂解液為

4、7M尿素裂解液（7M尿素，4％Chaps，2M硫脲），最佳上樣量為400μg/膠條。獲得了蛋白豐度高、背景清晰、聚焦合適的的雙向電泳凝膠圖譜。
　　3、利用上述雙向電泳體系，對(duì)不同劑量磷素濃度脅迫下的油菜幼苗根系蛋白進(jìn)行雙向電泳分析，獲得的凝膠圖譜重復(fù)性較好，差異蛋白表達(dá)穩(wěn)定。結(jié)果顯示，當(dāng)營(yíng)養(yǎng)液中磷素濃度降低為對(duì)照營(yíng)養(yǎng)液中磷素濃度的1/2、1/4和0時(shí)，處理4天后油菜幼苗根系凝膠圖譜與足磷對(duì)照之間的相關(guān)系數(shù)分別是0.764、0.7

5、13、0.673，其中表達(dá)顯著上調(diào)的蛋白點(diǎn)分別為24個(gè)，21個(gè)和24個(gè)，經(jīng)過(guò)軟件和手動(dòng)分析最終確定其中表達(dá)量均顯著上調(diào)的蛋白點(diǎn)為10個(gè);表達(dá)顯著下調(diào)的蛋白點(diǎn)分別為20個(gè)，19個(gè)和17個(gè)，經(jīng)過(guò)軟件和手動(dòng)分析最終確定其中表達(dá)量均顯著下調(diào)的蛋白點(diǎn)為8個(gè)。通過(guò)對(duì)不同磷素濃度脅迫下的油菜幼苗根系進(jìn)行差異蛋白表達(dá)的分析，一定程度上避免了雙向電泳操作中偶然性因素造成的波動(dòng)性，通過(guò)軟件和手動(dòng)分析最終確定了響應(yīng)低磷脅迫的相關(guān)蛋白，為后續(xù)工作中差異蛋白的同