汞脅迫下水稻根蛋白質(zhì)組學及抗性相關(guān)基因功能分析.pdf

1、Hg是植物的非必需元素，是一種對生態(tài)環(huán)境和人類健康等有著巨大危害的環(huán)境污染物質(zhì)。水稻（Oryza sativa L．）不僅是世界上最重要的糧食作物，也是植物研究中的模式植物。水稻在感受各種環(huán)境因子的信號后，基因表達便會發(fā)生變化，從而引起大量的蛋白質(zhì)在種類和表達量上的變化以適應(yīng)不同的環(huán)境。隨著蛋白質(zhì)組學在功能基因組時代發(fā)揮越來越重要的作用，水稻蛋白質(zhì)組學的研究逐漸掀起熱潮并不斷完善，已經(jīng)取得了很大發(fā)展。
　　 本研究以六葉期的汞耐

2、性水稻突變體和中花11野生型水稻為材料，采用溶液培養(yǎng)的方法進行了用50μM HgCl2處理水稻根Oh和3h后的比較蛋白質(zhì)組學研究，并通過功能基因在酵母中的異源表達對水稻中與Hg2+脅迫相關(guān)的蛋白（或基因）進行了功能的初步探討，確定了它們與Hg2+耐性的相關(guān)性。主要研究結(jié)果如下：
　　 1．以高通量的雙向電泳系統(tǒng)為技術(shù)平臺，通過改進和優(yōu)化水稻根總蛋白的提取方法、等電聚焦和SDS-PAGE條件，得到了水稻根總蛋白的高分辯率和高重復(fù)性

3、的雙向電泳圖譜。
　　 2．汞耐性水稻突變體和中花11野生型在50μM HgC12分別處理Oh和3h的水稻根提取總蛋白后進行雙向電泳分離，發(fā)現(xiàn)有29個差異蛋白點。質(zhì)譜鑒定為27種蛋白，按功能可分為7大類：氧化還原平衡、信號轉(zhuǎn)導、脅迫響應(yīng)、代謝水平、保持細胞骨架、調(diào)節(jié)基因表達水平和未知功能蛋白。qRT-PCR實驗表明大部分蛋白在基因表達水平與蛋白質(zhì)表達水平并不相關(guān)。
　　 3．利用RT-PCR技術(shù)獲得了水稻翻譯調(diào)控腫瘤蛋白

4、(OsTCTP，Translationally-controlled tumor protein)、水稻絲裂原活化蛋白激酶(OsMAPK，Mitogen-activated protein kinase2)和水稻突觸小泡相關(guān)蛋白(OsKNOLLE，Syntaxin-related protein KNOLLE)基因的全長序列，通過在酵母中的異源表達分析，發(fā)現(xiàn)過表達這三個蛋白的酵母菌株比轉(zhuǎn)有空載體的酵母菌株在Hg2+脅迫下具有更好的生活力

5、，說明它們與Hg2+耐性存在一定的相關(guān)性。同時我們也研究了這三個蛋白與其它脅迫的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)OsTCTP蛋白與Cu2+耐性存在密切關(guān)系；OsKNOLLE蛋白與鹽，Cu2+，H202，Cd2+脅迫相關(guān)，其中在Cd2+脅迫下作用更明顯；OsMAPK蛋白則僅與Hg2+耐性存在一定的相關(guān)性。
　　 本研究首次利用突變體的差異蛋白質(zhì)組分析了水稻根在Hg2+脅迫下的蛋白質(zhì)表達變化，并首次確定了水稻TCTP蛋白和KNOLLE蛋白與Hg2+耐性相