西瓜砧木接穗互作的木質(zhì)素合成和葉片蛋白質(zhì)組分析.pdf

1、嫁接體的發(fā)育是一個(gè)以維管束功能恢復(fù)為主的砧木和接穗間結(jié)構(gòu)和功能重構(gòu)貫通的過(guò)程。木質(zhì)素在導(dǎo)管細(xì)胞壁的沉積是維管束貫通的前提，而在莖上除維管束以外部位的沉積，也是構(gòu)成植物機(jī)械支撐作用和嫁接愈后傷口覆蓋，防止病菌侵害的重要的屏障 。木質(zhì)素是嫁接體發(fā)育建成的重要功能物質(zhì)。嫁接親和機(jī)理涉及砧木接穗二者的生理生化相似性，對(duì)砧木和接穗中相關(guān)生理過(guò)程進(jìn)行比較研究亦非常重要。本文以葫蘆砧木品種“將軍”為砧木材料，西瓜品種“早佳（8424）”為接穗，研究

2、了嫁接開(kāi)始到嫁接后15d內(nèi)西瓜/葫蘆嫁接體發(fā)育過(guò)程中砧木和接穗部分木質(zhì)素含量及其代謝相關(guān)酶的活性變化。結(jié)果表明，嫁接體發(fā)育過(guò)程中接穗和砧木雙方木質(zhì)素的含量隨苗齡的增加而逐漸增大，生物合成加快，嫁接6d的木質(zhì)素組織學(xué)染色深度及范圍大于3d，未嫁接對(duì)照的砧木和接穗中木質(zhì)素含量增加緩慢；砧木及接穗對(duì)照的過(guò)氧化氫含量隨苗齡的增加而緩慢增加，嫁接體雙方的過(guò)氧化氫含量驟增；對(duì)照砧木和接穗中過(guò)氧化氫酶（CAT）、過(guò)氧化物酶（POD）活性隨苗齡略有增加

3、，而嫁接體中CAT及POD活性激增且與愈合過(guò)程高度相關(guān)；嫁接及未嫁接對(duì)照的POD同工酶電泳表現(xiàn)明顯差異；苯丙氨酸解胺酶活性呈隨苗齡的增大而略有下降的趨勢(shì)；肉桂醇脫氫酶活性隨苗齡的增加對(duì)比POD和CAT增幅大。嫁接體中，砧木及接穗部分的過(guò)氧化物酶（POD）、過(guò)氧化氫酶（CAT）、苯丙氨酸解胺酶（PAL）、肉桂醇脫氫酶（CAD）等的活性均明顯高于對(duì)照，嫁接處理中接穗和砧木中POD活性在15d內(nèi)持續(xù)升高， H2O2含量和CAT活性于嫁接后9-

4、12d出現(xiàn)高峰，砧木中PAL活性于9d時(shí)有活性高峰而接穗一直保持較高活性，嫁接處理中木質(zhì)素含量和CAD活性持續(xù)增長(zhǎng)并遠(yuǎn)高于未嫁接對(duì)照。在本實(shí)驗(yàn)室使用過(guò)的砧木品種中，“將軍”砧木的親和性最高，比較幾種酶的活性，葫蘆砧木木質(zhì)素的代謝水平高于西瓜接穗，木質(zhì)素代謝水平可以作為篩選砧木的參考依據(jù)。 “植物-植物互作”是一類典型的生物互作例子。使用適宜的砧木嫁接后，接穗獲得的顯著的生長(zhǎng)及抗逆優(yōu)勢(shì)，深入研究嫁接體系中兩種不同來(lái)源植物的相互整合

5、以及互作效應(yīng)有助于對(duì)這一特殊的生物互作顯現(xiàn)加以解釋。以西瓜接穗“早佳8424”自根苗為對(duì)照，分別將西瓜嫁接到南瓜、葫蘆和野生西瓜上，取嫁接后30天的新生葉片，以TCA－丙酮法獲得蛋白沉淀，以7 M urea, 2M thiourea, 4％ w/v CHAPS, 1％ v/v plant protease inhibitor cocktail, 2％ v/v pH 4–7 IPG buffer,65mM DTT裂解液裂解后進(jìn)行雙向電泳。

6、使用13cm、pH4－7的IPG干膠條（Amersham Biosciences），二向SDS-PAGE在Thermo EC system (Thermo Life Sciences)和Baist 005（Shanghai Banghua）上進(jìn)行，使用12.5％的SDS-PAGE凝膠，以瓊脂糖封膠后進(jìn)行電泳， 蛋白完全進(jìn)入凝膠前使用15mA電流， 其后使用40mA電流，約進(jìn)行6小時(shí)電泳。 確認(rèn)超過(guò)1000個(gè)檢測(cè)蛋白點(diǎn)具有良好的重

7、復(fù)性，超過(guò)750個(gè)group的蛋白點(diǎn)被匹配。確認(rèn)結(jié)果為，在南瓜砧、葫蘆砧和野生西瓜砧的嫁接處理中，分別有24、62和57個(gè)蛋白被鑒定為上調(diào)蛋白，13、18和10個(gè)蛋白點(diǎn)被鑒定為下調(diào)蛋白，其中16個(gè)蛋白點(diǎn)在三個(gè)砧木嫁接處理中表現(xiàn)明顯的易調(diào)控性。根據(jù)蛋白的分子量和等電點(diǎn)及相關(guān)的蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)，確認(rèn)其中一個(gè)蛋白為Ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase (RuBisCO)，該點(diǎn)在野生西瓜和南