氮素對棉花幼苗根系生理形態(tài)的影響及差異蛋白質組學初探.pdf

1、棉花生長與施入的肥料有密切關系，其中以對氮肥最為敏感。合理施用氮肥是近年來的研究熱點，提高氮肥利用率成為當前作物研究的主要目標。作為植物的“源”和“庫”，植物根系在生態(tài)系統(tǒng)及全球變化的研究中備受關注。目前對于氮素施用與根系生長之間的生理響應及調控機制還不清楚。而蛋白質組學研究是認識生命活動本質的一個有效而直接的途徑。
　　因此，研究氮素脅迫下棉花根系蛋白質水平的差異性，結合質譜技術和生物信息學知識，獲得差異蛋白點信息功能，探究特異

2、表達蛋白與氮素脅迫的內在關系，對理解棉花響應氮脅迫機理具有重要意義。
　　本研究選取魯棉研28為試驗材料，進行兩次水培試驗，初次試驗設置N0(無氮0 mmol/L)、N2(低氮，2 mmol/L)、N4（中氮，4mmol/L）和N8(高氮，8 mmol/L)4個氮素處理;第二次試驗去掉N0處理，重點研究低、中和高氮素處理下棉花幼苗的根系形態(tài)、生理特征及差異蛋白質組學，得到的主要研究結果如下。
　　1.對不同氮素水平下棉花根系

3、進行了形態(tài)掃描分析及干物質測定，結果發(fā)現(xiàn)，N2各根系形態(tài)指標如總根長、根表面積、根體積等均顯著低于N4和N8，且N8處理在測定各時期的各形態(tài)指標均達到最高。N4和N8干物質積累大于N2; N8處理下，根冠比呈現(xiàn)先增加后降低趨勢，N4根系與地上部生長較協(xié)調，而N2根冠比增加。說明低氮抑制了根系生長，而高氮則促進根系生長。
　　2.根系活力反映了根系的生命活動和水分營養(yǎng)吸收狀況。本研究發(fā)現(xiàn)，隨著氮素濃度的提高，根系活力和硝酸還原酶活性

4、逐漸增強。說明充足氮素供應能使根系活力和硝酸還原酶含量保持在較高水平。
　　3.對棉花根系總蛋白質提取方法進行篩選，方法包括飽和酚-甲醇醋酸銨法、TCA/丙酮法以及改良的TCA/丙酮/SDS法，證實飽和酚-甲醇醋酸銨法獲得的蛋白質樣品純度高，蛋白質點數最多（601個）且圖譜背景清晰。因此，這種方法最適合棉花苗期根系總蛋白質的提取。
　　4.對不同蛋白質上樣量進行試驗，采用飽和酚-甲醇醋酸銨法提取蛋白樣品，進行雙向電泳。結果發(fā)

5、現(xiàn)，當選用24cm，pH4-7的IPG膠條，上樣量為1500μg時，能得到質量較高的凝膠圖譜。通過Imagemaster軟件對圖譜進行分析，上樣量在1500μg獲得720個點，比上樣量1000μg多160個點。因此，選擇飽和酚-甲醇醋酸銨法提取根系總蛋白并且上樣量為1500μg的雙向電泳方法，可以獲得理想凝膠圖譜。
　　5.采用上述改良雙向電泳方法，對不同氮素水平下的根系總蛋白進行分離，將差異明顯的蛋白點進行LC-MS/MS分析，