小麥對(duì)鎘脅迫應(yīng)答機(jī)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(dòng)的增加,土壤重金屬污染已成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的一個(gè)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(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的食品安全問(wèn)題。鎘(Cd)是一種生物非必需元素,流動(dòng)性大,易被植物吸收、積累而進(jìn)入食物鏈。小麥?zhǔn)俏覈?guó)的重要糧食作物,深入了解小麥對(duì)重金屬的應(yīng)答機(jī)理,具有重要的理論和實(shí)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(gè)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(cè)定,以揚(yáng)麥15(Triticum aestivum L.cv.Yangmai 15)為材料,分離鑒定鎘脅迫下差異表達(dá)的蛋白,構(gòu)建了小麥鎘脅迫響應(yīng)蛋白表達(dá)譜,解析了小麥鎘脅迫條件下生理響應(yīng)與耐受機(jī)制。主要研究結(jié)果如下:
　　 1.以未添加CdCl2的營(yíng)養(yǎng)液培養(yǎng)的小麥幼苗為對(duì)照,比較10、100、200μMCd2+處理1周后,小麥生長(zhǎng)和生理指標(biāo)的差異。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):鎘(

3、10-200μM)處理后,小麥幼苗的生長(zhǎng)受抑制、葉綠素含量下降、過(guò)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(shí),表現(xiàn)出一定的上升趨勢(shì),高濃度鎘處理則抑制酶活性。
　　 2.對(duì)OμM和100μM濃度Cd處理后小麥幼苗葉片的蛋白表達(dá)圖譜進(jìn)行差異分析,得到了43個(gè)在鎘處理前后表現(xiàn)出1.5倍表達(dá)水平差異的蛋白質(zhì)點(diǎn)。通過(guò)質(zhì)譜分析和數(shù)據(jù)庫(kù)檢索,對(duì)其中的21個(gè)蛋白質(zhì)點(diǎn)進(jìn)行了鑒定;10個(gè)蛋白質(zhì)點(diǎn)上調(diào)表達(dá),11個(gè)

4、蛋白質(zhì)點(diǎn)下調(diào)表達(dá)。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(dá);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(dá)。
　　 3.小麥幼苗根部蛋白表達(dá)圖譜差異分析結(jié)果顯示,鎘處理后4

5、6個(gè)蛋白質(zhì)點(diǎn)的表達(dá)豐度表現(xiàn)出1.5倍水平變化。通過(guò)質(zhì)譜分析和數(shù)據(jù)庫(kù)檢索對(duì)其中的25個(gè)蛋白點(diǎn)進(jìn)行了鑒定;19個(gè)蛋白質(zhì)點(diǎn)上調(diào)表達(dá),6個(gè)蛋白質(zhì)點(diǎn)下調(diào)表達(dá)。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(diǎn)表現(xiàn)出上調(diào)表達(dá)。Tubulin、triosephosphateisomerase等蛋