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南方型紫花苜蓿盐胁迫响应差异蛋白鉴定与分析

张振亚  
【摘要】:南方型紫花苜蓿(Medicago sativa‘Millennium’)属于多年生异花授粉豆科草本植物,是滩涂覆绿的先锋植物,同时也有较好的水土保持效果,具有很好的挖掘和培育潜力。因此本研究通过预实验,以南方型紫花苜蓿30天苗龄的实生苗为实验材料,在250 mmol/l盐溶液处理下,根据设立0 h、24 h、48 h、72 h、96 h这5个时间处理梯度,测定生理指标,确定最佳盐处理的组合。研究实验结果如下:1、本研究首次将同位素相对标记与绝对定量技术结合双向液相色谱与串联质谱定量蛋白质组学技术,筛选出紫花苜蓿中可能潜在的耐盐蛋白。结果阐明,两次重复性实验均鉴定到定量蛋白3712个,其中变化倍数在1.2以上且超几何统计结果p≤0.05的蛋白具有统计学意义,其中包括417差异蛋白发生显著性表达变化,291个蛋白表达上调,126个蛋白表达下调。2、根据基因本体注释体系GO中的三个本体类目,对差异蛋白进行功能注释,揭示其主要生物学作用。京都基因与基因组百科全书数据库分析,结果表明代谢途径、次生代谢产物生物合成、吞噬体、脂肪酸代谢和光合作用等这些途径上有较为显著的富集(P0.05,错误发现率(False discovery rate,FDR)0.05)。在总体上调表达的蛋白中包含抗氧化物、能量产生与转运、防御和信号传递和代谢等功能蛋白。在总体下调表达的蛋白中,包含光合途径相关、蛋白加工、降解与合成等相关功能蛋白。成功鉴定的差异蛋白分别涉及光合(7%)、信号传递(3%)、防御(2%)、碳水化合物代谢(11%)、氨基酸代谢(7%)、脂类代谢(5%)、其它代谢(7%)、蛋白质合成、加工与降解(18%)、细胞结构、分裂和细胞骨架(3%)、抗氧化物(6%)、能量产生与转运(7%)、膜和胞内运输(7%)及未知功能蛋白类(16%)。3、本研究发现细胞色素P450(AES77744.1)、PSⅡ放氧增强蛋白(KEH20462.1,AES94818.1,KEH20462.1)、磷脂酰肌醇特异性磷脂酶C(AES71155.1)、果糖-1,6-二磷酸醛缩酶(KEH28149.1)、甘露糖-6-磷酸还原酶(AES74599.2)、海藻糖-6-磷酸合成酶(AES89804.1)、天冬氨酸转氨酶(KEH28759.1)、E3泛素连接酶(AET05535.1)和H+-ATP酶C亚基蛋白基因(AET05535.1)等可能是紫花苜蓿潜在的耐盐蛋白,这为日后的研究提供了新的靶标。采用定量蛋白技术和双向液相色谱与串联质谱技术,可以科学地分析紫花苜蓿的耐盐性蛋白,运用生物信息学技术初步阐明盐胁迫蛋白在紫花苜蓿生命过程中的作用机制,为创制南方型紫花苜蓿耐盐新品种奠定基础。


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