油菜根系響應(yīng)低硼脅迫的差異蛋白與功能分析.pdf

1、硼是維持植物生長發(fā)育所必需的微量元素之一,缺硼不僅會導(dǎo)致作物減產(chǎn),其品質(zhì)也受到影響。甘藍型油菜對硼的需求量大,對缺硼敏感。在我國,油菜主要種植區(qū)是缺硼比較嚴重的地區(qū),土壤有效硼缺乏是限制油菜增產(chǎn)的重要因素。施用硼肥是目前生產(chǎn)中廣泛采用的解決辦法,但是這不僅增加了成本還有可能造成環(huán)境污染。因此,通過篩選硼高效品種,解析其適應(yīng)低硼的生理和遺傳機理,進而改良油菜營養(yǎng)遺傳性狀,對維持我國油菜產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。在實驗室已有的工作基礎(chǔ)上,

2、本研究采用差異蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù),獲得了硼高效品種青油10號在不同程度硼缺乏情況下的蛋白表達譜,整合分析了根系響應(yīng)低硼脅迫的代謝途徑網(wǎng)絡(luò),提出了該材料適應(yīng)低硼環(huán)境的可能機制。主要的研究結(jié)果如下:
　　 1甘藍型油菜根系可溶性蛋白的提取及雙向電泳體系的優(yōu)化。采用三氯乙酸/丙酮沉淀法、酚提法、酚提取-甲醇/醋酸銨沉淀法分別提取甘藍型油菜根系可溶性蛋白,對比分析聚丙烯酰胺凝膠電泳(SDS-PAGE)及雙向電泳(2-DE)的檢測效果,最終選

3、擇優(yōu)化的酚提法,并對提取步驟、雙向電泳上樣量和凝膠濃度進行調(diào)整,優(yōu)化了實驗技術(shù)體系。
　　 2低硼誘導(dǎo)差異表達蛋白的分離和質(zhì)譜鑒定。短期低硼脅迫處理油菜幼苗,取不同時間點根系為材料提取蛋白,通過雙向電泳進行分離,使用分析軟件PDquest對比實驗組和對照組圖像找到78個差異點,經(jīng)MALDI-TOF/TOF質(zhì)譜分析鑒定了46個蛋白。
　　 3差異蛋白代謝途徑的整合及功能分析。運用InterPro,NCBI,UniProt,

4、TAIR等生物信息學(xué)分析軟件和公共數(shù)據(jù)庫,系統(tǒng)分析了所有差異蛋白的生理生化功能、表達部位和模式、代謝途徑等信息,將這些低硼響應(yīng)蛋白分為碳水化合物與能量代謝,逆境響應(yīng)蛋白,信號轉(zhuǎn)導(dǎo)與調(diào)控,蛋白相關(guān)進程,氨基酸與脂肪酸代謝,核酸代謝,細胞壁結(jié)構(gòu)以及其他等八類。
　　 4青油10號低硼適應(yīng)機制的分析。糖代謝可能是低硼脅迫下各生理事件的一個調(diào)控中樞,糖類物質(zhì)向不同代謝途徑的流動維持了能量代謝及存儲和還原力供給之間的平衡。在低硼脅迫程度較