收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

小麦干旱胁迫响应与LEA蛋白的蛋白质组学研究

张红梅  
【摘要】:干旱是植物主要的非生物胁迫因子之一,它严重影响植物的生长、发育和产量。小麦是世界重要的粮食作物之一。利用差异蛋白质组学的技术来研究小麦对干旱胁迫的响应机理,发现耐旱基因和干旱响应蛋白,将不仅有助于整体揭示小麦干旱应答的遗传基础,而且为抗旱机理的阐明具有重要的意义。 小麦幼苗长至二叶一心期时,分别进行20%PEG处理,测定处理0h、24h、48h、72h时的小麦根系生物量、株高、冠层生物量、根冠比、叶片质膜透性、脯氨酸含量以及SOD酶活力的变化情况。结果表明,干旱胁迫导致小麦幼苗叶片卷曲,须根增多;根系生物量增加极慢,严重抑制了株高的生长,导致高生长基本停止;根冠比呈现先增加后下降的趋势。相对电导率上升,随着干旱处理的延长其电导率急剧升高;游离脯氨酸含量先是缓慢增加,后急剧增加;SOD酶活性表现出先升高后降低的变化趋势,但均高于对照。表明20%PEG模拟的干旱已造成了生长的抑制、质膜受到伤害,但小麦能在如此极端条件下继续生长,表明植物已启动了干旱响应机制防止死亡。 采用双向电泳的技术分析了小麦幼苗在干旱胁迫48h时的蛋白质图谱,在2D凝胶上检测到27个蛋白丰度超过2倍变化的差异蛋白,通过MALDE-TOF/TOF方法鉴定了这些差异蛋白,成功对其中23个进行了鉴定,包括19个上调表达的蛋白点及4个下调表达的蛋白点。采用生物信息学对其功能进行分类,可分为8类,即参与ROS的清除、光合作用和碳的固定、信号传导、蛋白质的代谢、氨基酸代谢、细胞骨架、细胞防御及膜脂修饰的蛋白。下调表达的蛋白主要与光合作用和碳的固定以及细胞骨架相关,而上调表达的蛋白主要参与了ROS的清除和蛋白质的代谢。 LEA蛋白是一类与植物胁迫耐受性关系密切的蛋白质。根据LEA蛋白的理化特性,利用煮沸处理和3%TCA处理后,获得小麦叶片中热稳定的酸溶蛋白组分,并进行了Western Blot的分析验证。从双向电泳凝胶上选取28个差异蛋白质点,进行MALDI-TOF/TOF分析,其中26个蛋白点被成功地鉴定为12个蛋白质。9个蛋白属于LEA蛋白,包括LEA1组的Em蛋白;LEA2组的Cor39、21-kDa dehydrin、16-kDa dehydrin、wheat cold induced16;LEA3组的ABA inducible protein和group3late embryogenesisabundant protein;LEA5组的LEA D-34和late embryogenesis abundant protein。此研究加深了对小麦LEA蛋白分离的全面理解。 利用生物信息学的方法,预测了LEA蛋白的序列、二级结构、亚细胞定位和生物学功能,明确了它们在数据库中的预测注释,为更深入的研究LEA蛋白的功能提供了非常重要的信息。9个LEA蛋白多为亲水性的天然非结构蛋白,二级结构中多含高比例的无规则卷曲结构;不同的LEA蛋白定位特点不尽相同,但多分布于细胞核、细胞质及线粒体中;不同的LEA蛋白生物功能也不尽相同,主要集中于酶的保护,Ca2+结合,核酸保护,细胞骨架等方面。LEA蛋白的生物信息学分析为其深入研究提供了指导性作用。 本研究以2个抗旱性不同的小麦品系为材料,在小麦生长的4个生育期进行了不同程度的自然干旱,研究了小麦LEA2组蛋白-脱水素的表达与发育阶段、小麦品系和水分胁迫程度之间的关系。结果表明:在小麦不受干旱时,无脱水素表达;受到干旱胁迫后,脱水素的表达量会随着干旱程度的加剧而增加,并且随着复水的进行而减少;小麦脱水素的表达与小麦的发育阶段相关,不同的发育阶段表达的脱水蛋白不尽相同;小麦脱水素的表达与小麦的品系也相关,抗性不同的小麦品系虽然有相同的脱水蛋白表达,但也有品系特异性脱水素的表达。9个LEA蛋白中的Cor39(45-kDa)可能为在两个小麦品系和四个发育时期内发挥基础且重要作用的脱水蛋白,这为该蛋白的具体功能研究奠定了研究基础。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 齐亚飞;瞿小青;闫晓华;张美祥;范三红;;小麦CEN/TFL1-like cDNA克隆及其编码序列分析[J];西北植物学报;2007年05期
2 周春菊;张嵩午;王林权;;冷型小麦磷素吸收积累特性的研究[J];植物营养与肥料学报;2007年06期
3 张如标;赵正;杨丹丹;李春燕;朱新开;;大气环境逆境对小麦生产的影响与栽培调控[J];江苏农业科学;2012年09期
4 王长发,张嵩午,刘正辉,史新立;冷型小麦表观性状研究[J];西北农业学报;2001年01期
5 乔安福,王熙琛,林怀玉,赵利华,乔淑芹;地膜覆盖对小麦干物质变化及产量构成的影响[J];莱阳农学院学报;2002年01期
6 付永彩,吴茂森,成卓敏;小麦不同品种外植体的农杆菌转化方法的研究[J];农业生物技术学报;2002年01期
7 朱云集,沈学善,李国强,郭天财;硫吸收同化分配及其对小麦产量和品质影响的研究进展[J];麦类作物学报;2005年06期
8 陈保锋;;不同培养基对小麦花药愈伤组织诱导和分化的影响[J];技术与市场;2008年03期
9 陈蕊红;张改生;刘卫;叶景秀;牛娜;;小麦花药蛋白质组双向电泳技术体系的优化[J];核农学报;2008年04期
10 何其义;邵庆勤;何克勤;;不同小麦地上部干物质积累运转及产量构成分析[J];安徽农学通报;2008年15期
11 熊又升;袁家富;郝福新;赵书军;彭成林;徐祥玉;;小麦营养高效基因型筛选的研究进展[J];湖北农业科学;2008年09期
12 叶兴国;陈明;杜丽璞;徐惠君;;小麦转基因方法及其评述[J];遗传;2011年05期
13 白红波;吕平安;吕元丰;朱昌涛;任永平;吕庆丰;叶优良;;小麦花后叶面喷肥对籽粒灌浆和产量的影响[J];农业科技通讯;2012年03期
14 刘洋;石慧清;龚月桦;;硫氮配施对持绿型小麦氮素运转及叶片衰老的影响[J];西北植物学报;2012年06期
15 宋运贤;周素英;杜雪玲;王建;余如刚;李桂萍;王倩;陈耀锋;;低温预处理对小麦花药内源激素的影响[J];核农学报;2012年07期
16 介元芬;;影响小麦花药愈伤组织诱导和植株再生的主要因素[J];河南农业;2013年07期
17 王景林;孙敬三;路铁刚;方仁;崔海瑞;程书增;杨才;;小麦×玉米的受精作用和胚胎发育[J];Journal of Integrative Plant Biology;1991年09期
18 周振兴,郭文善,严六零,封超年,彭永欣;生长素和脱落酸对小麦花后生长的调节效应[J];江苏农学院学报;1994年02期
19 郭金耀,杨晓玲,杜维俊;活力王对小麦花后源库流的调节控制[J];山西农业大学学报;2000年04期
20 严红,胡尚连,李文雄,佟德,桂明珠;硼对小麦生殖器官形态及解剖结构的影响[J];作物学报;2002年01期
中国重要会议论文全文数据库 前6条
1 郭金耀;杨晓玲;;活力王延缓小麦早衰的作用机理研究[A];作物科学研究理论与实践——'2000作物科学学术研讨会文集[C];2001年
2 胡鑫;徐全乐;;小麦ERECTA基因的克隆及其功能分析[A];“细胞活动 生命活力”——中国细胞生物学学会全体会员代表大会暨第十二次学术大会论文摘要集[C];2011年
3 王翠翠;陆海国;孟庆伟;杨兴洪;;小麦亲本及子代光合特性研究[A];山东植物生理学会第七次代表大会暨植物生物学与现代农业研讨会论文集[C];2012年
4 吕金印;山仑;高俊凤;;水分亏缺条件下小麦碳同化物的补偿分配[A];2006年中国植物逆境生理生态与分子生物学学术研讨会论文摘要汇编[C];2006年
5 高俊凤;山仑;吕金印;;不同水分处理对小麦同化物分配的影响[A];全国植物光合作用、光生物学及其相关的分子生物学学术研讨会论文摘要汇编[C];2001年
6 吴美金;王敏;张从宇;;小麦抗赤霉病突变体的诱导与筛选研究[A];中国遗传学会第十届全国激光生物学学术会议论文摘要集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 高轩;小麦抗冻蛋白基因的分离与遗传转化研究[D];华中科技大学;2010年
2 佘茂云;小麦组织培养再生相关基因克隆及分子特性分析[D];中国农业科学院;2011年
3 薛哲勇;小麦耐盐、抗病转基因育种研究[D];山东大学;2005年
4 周春菊;不同施肥条件下冷、暖型小麦若干性状的比较研究[D];西北农林科技大学;2005年
5 彭佃亮;小麦倒伏与茎秆木质素代谢的关系及其对籽粒产量和淀粉特征的影响[D];山东农业大学;2014年
6 梁太波;土壤质地与供氮水平对小麦产量和品质的影响及其生理基础[D];山东农业大学;2008年
7 何春梅;引入甘氨酸甜菜碱合成途径提高小麦抗逆性研究[D];山东大学;2009年
8 王兆龙;小麦小花发育的生理基础及调控研究[D];南京农业大学;2000年
9 苗芳;冷型小麦器官的显微和超微结构特征[D];西北农林科技大学;2003年
10 贾海燕;小麦组织培养特性的分子遗传分析及遗传转化体系研究[D];南京农业大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 贾丽;持绿小麦的筛选及同化物的积累与转运[D];西北农林科技大学;2008年
2 卜斌;小麦种子萌发期和苗期抗早衰鉴定指标的初步研究[D];西北农林科技大学;2013年
3 王士红;不同年代小麦品种产量与光合特性的演变特征[D];南京农业大学;2008年
4 王义芹;不同年代小麦品种光合特性的研究[D];山东农业大学;2007年
5 张盈;白粉病菌诱导的小麦抑制消减文库构建及部分差异基因克隆[D];山东农业大学;2012年
6 王方瑞;密度对不同年代小麦品种产量的影响及其生理基础[D];南京农业大学;2012年
7 王蓉;小麦花粉特异性启动子表达载体的构建及其在小麦中的转化研究[D];华中科技大学;2013年
8 王凡;不同基因型小麦硫效率差异及生理机制研究[D];河南农业大学;2008年
9 朱志勇;小麦镉耐性的基因型差异与机理研究[D];河南科技大学;2011年
10 郭秀璞;小麦抗旱新品种郑旱1号生长特征及抗旱机制的研究[D];南京农业大学;2005年
中国重要报纸全文数据库 前7条
1 河北省农林科学院粮油作物研究所 贾秀领马瑞昆;小麦中后期浇水有技巧[N];河北农民报;2008年
2 本报记者 孙文生 《西北农林科技大学报》记者 张晴 《农业科技报》记者 唐艳丽;写满大地的“小麦人生”[N];陕西日报;2011年
3 国家粮食丰产科技工程课题组成员 河北省农林科学院粮油作物所 贾秀领 河北省农业厅 段玲玲 河北省农林科学院 岳增良;莫轻信农谚 科学管麦夺高产[N];河北科技报;2010年
4 河北省农科院作物所 贾秀领 马瑞昆;冬小麦中后期节水高产管理要点[N];河北科技报;2008年
5 于丹 水清;郑麦9023“花粒”现象成因分析[N];江苏农业科技报;2007年
6 于丹;逆境条件容易引起麦芒发白枯死[N];江苏农业科技报;2008年
7 云南省气候中心 邹丽云;加强中期管理 预防豆麦霜冻[N];云南科技报;2007年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978