小麥對鎘脅迫應(yīng)答機理的蛋白質(zhì)組學(xué)研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代工業(yè)化的發(fā)展和人類活動的增加,土壤重金屬污染已成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的一個嚴(yán)重威脅,它不僅造成農(nóng)作物產(chǎn)量下降,且在農(nóng)產(chǎn)品中的積累還會帶來嚴(yán)重的食品安全問題。鎘(Cd)是一種生物非必需元素,流動性大,易被植物吸收、積累而進入食物鏈。小麥?zhǔn)俏覈闹匾Z食作物,深入了解小麥對重金屬的應(yīng)答機理,具有重要的理論和實踐意義。
　　 以二維電泳、質(zhì)譜為核心技術(shù)的蛋白質(zhì)組學(xué)分析是功能基因組學(xué)研究中一種重要的手段,已在遺傳學(xué)、生理學(xué)、病理學(xué)等

2、多個領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。本研究采用蛋白質(zhì)組學(xué)研究手段結(jié)合生理指標(biāo)測定,以揚麥15(Triticum aestivum L.cv.Yangmai 15)為材料,分離鑒定鎘脅迫下差異表達的蛋白,構(gòu)建了小麥鎘脅迫響應(yīng)蛋白表達譜,解析了小麥鎘脅迫條件下生理響應(yīng)與耐受機制。主要研究結(jié)果如下:
　　 1.以未添加CdCl2的營養(yǎng)液培養(yǎng)的小麥幼苗為對照,比較10、100、200μMCd2+處理1周后,小麥生長和生理指標(biāo)的差異。實驗發(fā)現(xiàn):鎘(

3、10-200μM)處理后,小麥幼苗的生長受抑制、葉綠素含量下降、過氧化氫和丙二醛積累量增加;抗氧化酶SOD、POD、CAT的酶活在低濃度鎘處理時,表現(xiàn)出一定的上升趨勢,高濃度鎘處理則抑制酶活性。
　　 2.對OμM和100μM濃度Cd處理后小麥幼苗葉片的蛋白表達圖譜進行差異分析,得到了43個在鎘處理前后表現(xiàn)出1.5倍表達水平差異的蛋白質(zhì)點。通過質(zhì)譜分析和數(shù)據(jù)庫檢索,對其中的21個蛋白質(zhì)點進行了鑒定;10個蛋白質(zhì)點上調(diào)表達,11個

4、蛋白質(zhì)點下調(diào)表達。其中與光合作用相關(guān)的蛋白,如ribulose-1,5-bisphosphate、carboxylase/oxygenase、putative oxygen-evolVing complex precursor等表現(xiàn)出下調(diào)表達;而superoxide dismutate、ascorbate peroxidase等與氧化脅迫相關(guān)的蛋白則表現(xiàn)出上調(diào)表達。
　　 3.小麥幼苗根部蛋白表達圖譜差異分析結(jié)果顯示,鎘處理后4

5、6個蛋白質(zhì)點的表達豐度表現(xiàn)出1.5倍水平變化。通過質(zhì)譜分析和數(shù)據(jù)庫檢索對其中的25個蛋白點進行了鑒定;19個蛋白質(zhì)點上調(diào)表達,6個蛋白質(zhì)點下調(diào)表達。S-adenosylmethionine synthetase、glutathione transferase及dehydroascorbate reductase等與含硫氨基酸代謝、抗氧化脅迫相關(guān)的蛋白質(zhì)點表現(xiàn)出上調(diào)表達。Tubulin、triosephosphateisomerase等蛋