海馬齒鹽適應(yīng)細(xì)胞形態(tài)、結(jié)構(gòu)、蛋白變化及耐鹽基因功能初步研究.pdf

1、海馬齒(Sesuvium portulacastrum L.)是一種生長在熱帶、亞熱帶鹽灘涂地的肉質(zhì)草本植物,在淡水栽培和海水栽培條件下均能生長良好,并完成生活史。
　　 本研究以淡水栽培和海水栽培3個(gè)月的海馬齒植物為材料,從葉和莖的顯微形態(tài)結(jié)構(gòu)變化、葉肉細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)、蛋白質(zhì)積累、離子微區(qū)分布、比較蛋白質(zhì)組學(xué)等對(duì)海馬齒植物的耐鹽適應(yīng)性進(jìn)行了比較。并從海馬齒植物的基因組中分離了三個(gè)與耐鹽相關(guān)的新基因(STRG152)的同源基因,并

2、對(duì)其功能在酵母菌和遺傳模式植物擬南芥中進(jìn)行了初步的分析。結(jié)果如下:
　　 1.海馬齒在海水栽培條件下,葉片增厚,葉表皮細(xì)胞層中薄壁細(xì)胞體積變大,且向外凸出形成泡狀細(xì)胞。我們推測(cè)這些細(xì)胞主要是吸收水分,稀釋被運(yùn)輸?shù)饺~片表皮層的鹽濃度。
　　 2.海水栽培的海馬齒葉肉細(xì)胞質(zhì)膜明顯向內(nèi)折疊,出現(xiàn)大量大小、形狀各異的質(zhì)膜突起,以及質(zhì)膜片層;而淡水栽培的海馬齒葉肉細(xì)胞質(zhì)膜向內(nèi)折疊不明顯,質(zhì)膜突起少見。
　　 3.海水栽培的

3、海馬齒植物葉肉細(xì)胞葉綠體變小、數(shù)量增多;形狀變短,由腎形、梭形或弓形變成橢圓形或一端膨大的不規(guī)則形狀;葉綠體基粒片層結(jié)構(gòu)清晰完整,垛疊程度增加,葉綠體沒有受到明顯傷害;葉綠體中淀粉粒數(shù)量增多,體積變大,淀粉粒表面出現(xiàn)皺褶,形狀由長橢圓型變成短橢圓形或不規(guī)則形狀,電子云密度變低;葉綠體上脂質(zhì)體增多且體積變大。
　　 4.海水栽培的海馬齒葉肉細(xì)胞線粒體數(shù)目增加,體積變小,形狀由淡水處理的棒狀和球狀變成橢圓狀和球狀,線粒體結(jié)構(gòu)保持完整

4、,線粒體嵴清晰,外膜模糊,受到傷害;而淡水栽培的海馬齒葉肉細(xì)胞線粒體輪廓清晰,嵴清晰。
　　 5.淡水栽培的海馬齒植物莖中Na元素比葉中Na元素要高,而海水栽培的海馬齒葉片中的Na元素比莖中Na元素要高;在鹽脅迫下,Na元素在葉片的表皮、柵欄組織和貯水組織中均大量增加,各部分增加的比例基本相等;而海水栽培的海馬齒莖中Na元素相對(duì)于淡水栽培的海馬齒莖中的Na元素也有所增加,各部分增加的比例髓細(xì)胞相對(duì)于表皮和維管束系統(tǒng)要高。

5、　　 6.海馬齒植物,Na+的毒害,沒有減少植物對(duì)K+離子的吸收,反而增加了它在海馬齒莖中的含量,所以海馬齒植物在鹽脅迫條件下,植物不會(huì)因?yàn)槿盞+而受到傷害。
　　 7.鹽脅迫條件能使氯元素含量在莖和葉Na元素增加的組織中增加較多;在莖的微管系統(tǒng)中基本保持不變,但在莖的髓細(xì)胞和葉的表皮細(xì)胞層中Cl元素增加較多。我們推測(cè)氯元素在海馬齒中的作用為中和陽離子,增加滲透壓使細(xì)胞吸水,促進(jìn)海馬齒葉片肉質(zhì)化。
　　 8.海水栽培的

6、海馬齒莖中的薄壁細(xì)胞顆粒狀和膜狀物質(zhì)增多;蛋白質(zhì)類物質(zhì)在葉片中各組織中積累增加,但在莖中增加不是很明顯。
　　 9.淡水栽培和海水栽培的海馬齒植物差異蛋白點(diǎn)以表達(dá)量正負(fù)2倍為標(biāo)準(zhǔn),海水栽培的海馬齒蛋白質(zhì)表達(dá)有約13.3％的下調(diào),有約15.7％的上調(diào),通過MALD-TOF-MS和MALD-TOF-TOF-MS分析表達(dá)差異在±2.5倍的蛋白質(zhì)點(diǎn),共鑒定出73個(gè)蛋白質(zhì),這些蛋白質(zhì)可以分成11類。(I)8個(gè)脅迫相關(guān)蛋白;(ii)25個(gè)光

7、合作用相關(guān)蛋白;(iii)6個(gè)能量代謝相關(guān)蛋白;(iv)10個(gè)碳代謝相關(guān)蛋白;(v)4個(gè)轉(zhuǎn)錄、翻譯相關(guān)蛋白;(vi)4個(gè)抗氧化酶類;(vii)6個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)相關(guān)蛋白;(viii)2個(gè)細(xì)胞骨架蛋白;(ix)2個(gè)生長發(fā)育相關(guān)蛋白;(x)5個(gè)功能不清楚蛋白;(Ⅺ)1個(gè)核酸代謝相關(guān)蛋白。
　　 10.從海馬齒植物基因組中分離了3個(gè)STRG152同源基因,命名為SRTG152-Ⅰ,SRTG152-Ⅱ和SRTG152-Ⅲ并登陸(GenBank