花吊絲竹PEG蛋白分級及其在干旱脅迫下生理與蛋白的響應.pdf

1、干旱的生長環(huán)境是植物生長發(fā)育中一個非常重要的限制因子，植物為適應干旱的環(huán)境，會依據自身的習性啟動從植物外部形態(tài)、生理代謝、生化過程及分子水平等的一系列響應?；ǖ踅z竹（Dendrocalamus minor var.amoenus）是重要的園林觀賞和經濟筍用竹種。該竹子還在福建地區(qū)試行沿海沙地的引種，作為防風固沙的新樹種，但是干旱、貧瘠的條件嚴重影響該竹種效益和特性。以2年生花吊絲竹母竹為供試材料，通過自然耗水進行干旱處理，研究花吊絲竹生

2、理參數(shù)的變化及蛋白的差異表達。
　　本研究主要內容包括：⑴2種蛋白提取方法（TCA/酚提結合法和PEG法）的SDS-PAGE分析表明：PEG法中5個組分的條帶差異明顯，全蛋白得到了有效分離，在16％PEG濃度的F3中富集到了較多高豐度蛋白，與NF中2條深色蛋白帶(15 kDa上箭頭和60 kDa下箭頭)位置基本相同；而F4及F5在相同區(qū)域并沒有高豐度蛋白，表明了花吊絲竹葉片全蛋白能通過PEG得到有效的分離。⑵2種蛋白提取方法（TC

3、A/酚提結合法和PEG法）的2-DE分析表明：PEG分級法中F1-F5檢測蛋白總數(shù)超過1700個，但是相鄰組存在一定的重疊率；而TCA丙酮/酚提結合法只能檢測到570個左右的蛋白點，5個組與NF平均有439個蛋白點匹配，重疊率達到77.9%以上，顯著提高了2-DE的分辨率，表明PEG法對于花吊絲竹低豐度蛋白分離及后續(xù)鑒定是切實可行且較為理想的，但由于繁瑣的操作步驟，會造成一定的蛋白損失。⑶干旱脅迫下花吊絲竹葉片光合作用參數(shù)變化為：凈光合

4、速率（Pn）、氣孔導度（Gs）和蒸騰速率（Tr）都出現(xiàn)顯著下降，Pn對脅迫程度的響應相較Gs和Tr更敏感；胞間CO2濃度（Ci）在0-15 d與對照組無顯著差異，而在15-26 d出現(xiàn)下降趨勢，在26 d達到最低，隨后急劇上升；氣孔限制值（Ls）在10-26 d呈現(xiàn)上升的趨勢，同樣在26 d出現(xiàn)峰值，26-30 d出現(xiàn)顯著的下降，Ci和Ls出現(xiàn)了相反的趨勢。表明在輕度干旱脅迫下，氣孔限制性因素是Pn下降的主要因素；而隨著脅迫程度加深，P

5、SⅡ光合結構損害和酶類失活，非氣孔限制因素是Pn下降的主導因素。⑷干旱脅迫下花吊絲竹葉片葉綠素熒光參數(shù)變化為：光系統(tǒng)Ⅱ（PSⅡ）的實際光化學效率（ΦPSⅡ）、表觀光合電子傳遞速率（ETR）和非光化學猝滅系數(shù)（qN）在脅迫后段（15-30 d）一直出現(xiàn)顯著下降，而葉片初始熒光（Fo）在后期呈現(xiàn)上升的趨勢。說明處理時間不長時，通過減少光捕獲、熱耗散和酶活的調節(jié)協(xié)同作用維持光合機構功能，實現(xiàn)光保護。而隨著脅迫時間的延長，葉片的光合電子傳遞受阻

6、，PSⅡ光合結構受到嚴重損傷，正常的光合作用途徑和代謝途徑受阻。⑸干旱脅迫下花吊絲竹葉片相關物質或保護酶類變化為：超氧化物歧化酶（SOD）和過氧化氫酶（CAT）的含量呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，而脯氨酸（PRO）和丙二醛（MDA）的含量則一直增加。表明在處理前期，PSⅡ光系統(tǒng)活性降低會引起光能過剩光抑制，形成過量的活性氧簇，造成膜脂過氧化，保護酶類活性受到干旱誘導出現(xiàn)上升，但是隨著脅迫程度加深，活性氧清除酶類的活性出現(xiàn)下降，嚴重損害細胞結構

7、，各項生理代謝途徑受到損傷和阻遏。同時， CAT含量上升的幅度比SOD更大，花吊絲竹CAT對干旱脅迫反應更加敏感。⑹干旱脅迫下花吊絲竹葉片差異表達蛋白的2-DE和MS實驗結果表明：干旱脅迫下出現(xiàn)41個顯著差異表達的蛋白點，表達上調的有23個，表達下調的有13個，新出現(xiàn)的有5個。對這些點進行MALDI-TOF-MS質譜鑒定分析，鑒定出33個蛋白點，這些差異表達蛋白質與光合作用、能量代謝和逆境脅迫響應有關。參與光合作用的蛋白質為核酮糖1,5