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淹水胁迫下芝麻苗期生理特性和蛋白质差异表达研究

王美荣  
【摘要】:本研究采用盆栽、模拟淹水条件,对芝麻苗期进行淹水梯度胁迫。试验设淹水处理和对照(不进行淹水)处理,淹水处理设0d,1d,3d,5d,7d共5个淹水时间(强度)梯度。实验材料采用抗涝型豫芝11号品种。目的在于探索研究芝麻苗期淹水胁迫下的生理生化响应和适应机制。生理生化响应主要通过测定芝麻叶片相对含水量、叶片丙二醛和脯氨酸含量、三种保护酶(超氧物歧化酶SOD、过氧化氢酶POD、过氧化物酶CAT)活性变化等指标反映。机制探讨则试图通过对淹水7d和0d两个样本的芝麻叶片细胞全蛋白提取、通过双向电泳对两种处理的芝麻叶片进行特异蛋白差异性表达分析来揭示。研究结果如下: 对芝麻苗期进行不同时间的淹水处理,研究发现,淹水处理后芝麻苗期形态与对照相比有明显变化。首先地上部分生长变缓,叶片萎靡变白,叶柄较粗,地下部分主根变得纤细,并且颜色发黑。叶片相对含水量与对照相比呈下降趋势;在淹水处理时芝麻幼苗叶片丙二醛含量均呈显著上升趋势,即MDA含量和胁迫时间呈正相关;淹水胁迫时间增加,叶片脯氨酸含量呈先上升后下降趋势,说明芝麻为抵抗淹水胁迫自身做出应激反应以应对胁迫,而后脯氨酸含量却急剧下降,可能与芝麻本身的抗逆境胁迫机理受到破坏有关。淹水处理后三种保护酶活性(超氧物歧化酶SOD、过氧化氢酶CAT和过氧化物酶POD)均呈先上升后下降趋势。其中,SOD和CAT在淹水5d后达到峰值再下降,POD在3d达到峰值后再下降。而对照酶活性均呈现稳步小幅上升增强趋势。 利用双向电泳技术,对淹水处理7d和对照(非淹水处理)芝麻苗期叶片进行蛋白质组差异分析,发现淹水7d后显著上调的蛋白点有5个,显著下调的点有20个;淹水处理7d和不处理的特性表达的蛋白点有42个。研究结果为进一步开展差异蛋白序列及功能分析奠定了基础。


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