星星草(Puccinellia tenuiflora)葉綠體Na2CO3脅迫應答的生理學與定量蛋白質組學研究.pdf

1、鹽堿脅迫是嚴重影響植物生長，限制產(chǎn)量和區(qū)域分布的重要因素之一。鹽堿脅迫會引起植物水分缺失，破壞滲透平衡和氧化平衡，導致葉片氣孔導度降低，抑制光合作用，對植物的光能利用和CO2同化作用造成影響。星星草（Puccinellia tenuiflora）作為一種耐鹽堿的禾本科植物，能夠在pH9-10的環(huán)境中完成生活史，是研究植物鹽堿耐受機制的理想模式植物。
　　本研究以星星草葉綠體為材料，利用形態(tài)學、生理學與定量蛋白質組學研究策略對不同N

2、a2CO3脅迫條件下(150 mM-12 h，200 mM-12 h，150 mM-24 h和200 mM-24 h)的脅迫應答機制進行了研究。發(fā)現(xiàn)，Na2CO3脅迫一定程度破壞了葉綠體結構，抑制了光反應活性和CO2同化過程，限制了星星草的生長。Na+的大量積累對星星革產(chǎn)生了離子毒害，并且破壞了滲透平衡;而K+/Na+比值、Ca2+和Mg2+含量的降低抑制了多種酶的活性，對植物的生長產(chǎn)生影響。丙二醛和電解質外滲率的提高也證實星星草膜結構

3、受到損傷，而脯氨酸和可溶性糖的大量積累有利于保護膜結構的完整性?？寡趸赶到y(tǒng)的變化提高了植株/葉綠體對氧化脅迫的防御能力。定量蛋白質組學結果揭示了葉綠體中68種Na2CO3應答蛋白質，它們主要參與捕光復合體、光系統(tǒng)Ⅱ、光合電子傳遞鏈和光系統(tǒng)Ⅰ的形成、能量代謝、卡爾文循環(huán)、光合色素代謝、基礎代謝、脅迫防御、轉錄、蛋白質合成與命運，以及信號轉導等過程。通過對這些結果的分析，我們推測星星草葉綠體可能通過以下幾種策略應答Na2CO3脅迫:(1)

4、通過降低葉綠素含量和抑制葉綠素a/b結合蛋白的表達減少過剩光能的吸收;(2)通過增加光化學淬滅和加速葉黃素循環(huán)提高熱耗散能力，減少過量光能對光合結構的損傷;(3)通過提高超氧化物歧化酶(SOD)和抗壞血酸過氧化物酶(APX)等抗氧化酶的活性及加速葉綠素合成底物和中間產(chǎn)物的分解減輕氧化脅迫損傷，同時利用脯氨酸和可溶性糖的大量積累來緩解滲透脅迫，并清除活性氧類物質(ROS)，維持氧化還原平衡。
　　總之，通過綜合運用形態(tài)學、生理學和蛋