干旱脅迫下香蕉的生理生化分析及相關蛋白表達研究.pdf

1、香蕉是一種熱帶亞熱帶大型草本植物，是當前世界上主要的水果之一，被聯(lián)合國糧農組織(FAO)認定為世界第四大糧食作物，也是我國四大水果之一。干旱是一個長期存在的世界性難題，己成為制約當前世界農業(yè)生產發(fā)展的主要障礙之一，我國同樣面臨著水資源匱乏帶來的諸多問題。開展研究干旱脅迫下香蕉的生理生化分析及相關蛋白表達的研究，從生理生化和蛋白質分子不同層面研究香蕉的抗旱性，對認識、闡明香蕉抗旱機制和開展香蕉抗耐旱品種培育等都具有重要意義。本文以桂蕉1號

2、為實驗材料，選擇具有當?shù)靥厣耐寥肋M行盆栽，設置干旱脅迫梯度，研究香蕉幼苗的形態(tài)變化和抗旱性生理指標的變化;運用iTRAQ技術，研究了干旱脅迫下香蕉幼苗葉片差異表達蛋白質組。主要研究結果如下:
　　(1)隨水分脅迫強度的增加，香蕉幼苗葉片的萎蔫程度逐漸增加，葉片卷曲程度逐漸加深，主側脈突出的現(xiàn)象逐漸加重，并伴隨出現(xiàn)大量紫斑。凈光合速率(Pn)，氣孔導度(Gs)，蒸騰速率(Tr)隨干旱程度增加而成整體降低的趨勢，胞間CO2濃度(Ci

3、)的變化趨勢則呈相反的變化趨勢;對四個光合指標的相關性測定發(fā)現(xiàn)凈光合速率(Pn)，氣孔導度(Gs)，蒸騰速率(Tr)兩兩之間呈正相關。隨干旱脅迫的加強，葉片的葉綠素含量、可溶性蛋白含量、丙二醛含量都呈現(xiàn)出“升-降-升”的趨勢，可溶性糖含量呈逐漸下降趨勢，而脯氨酸含量則呈現(xiàn)先增后降的趨勢。形態(tài)的變化，光合指標的強弱，滲透調節(jié)物質的改變，是香蕉表現(xiàn)抗旱性的主要指標。
　　2鑒定共獲得與香蕉蛋白庫相匹配的肽段5337個，蛋白1655個，

4、其中獲得定量信息的蛋白有1023種，差異表達蛋白有78，上調蛋白有32個，下調蛋白有46個。鑒定蛋白肽段覆蓋率達20％以上的約有423個，占鑒定總蛋白的25.59％。肽段所含氨基酸殘基多集中在6-19個之間，共4982，約占總肽段數(shù)93.35％。通過GO二級功能分類統(tǒng)計，將上調蛋白和下調蛋白分別進行了生物進程、細胞組分和分子功能三個方面的功能統(tǒng)計，分別發(fā)現(xiàn)，差異表達蛋白在生物進程中主要參與了細胞過程，代謝過程，單有機體過程以及響應刺激脅

5、迫過程，在細胞組分中主要定位于細胞組分，細胞器組分和細胞膜系統(tǒng)組分，在分子功能方面主要包括催化活性功能和結合功能。通過對差異表達蛋白進行亞細胞結構定位發(fā)現(xiàn)，上調蛋白和下調蛋白主要集中定位于葉綠體(59％)和細胞溶質(16％)上。差異表達蛋白pathway通路的顯著富集分析，可以看出，差異表達蛋白主要參與了能量代謝，碳水化合物代謝，氨基酸代謝，多酮類化合物和萜類化合物的代謝等通路，其中，在能量代謝和碳水化合物代謝方面尤其重要。此外，針對個