低溫對不同基因型黃瓜葉片抗氧化酶與蛋白質組的影響.pdf

1、以黃瓜的日光溫室品種“新泰密刺”和露地栽培品種“津研四號”為材料，研究了低溫對黃瓜葉片抗氧化酶與蛋白質組的影響，旨在分析低溫下黃瓜葉片中抗氧化酶與超微結構之間的關系，為溫室黃瓜育種提供可用于監(jiān)測植株是否耐低溫的指標，分離不同基因型黃瓜葉片的低溫誘導蛋白，為從蛋白質組角度揭示黃瓜應答低溫逆境的調控機制打下基礎。 在四葉一心期，將兩個品種的黃瓜幼苗置于培養(yǎng)箱中，分別在25℃(白天)/18℃(黑夜)和15℃(白天)/15℃(黑夜)處理

2、七天后，取第四片葉為試材，測定其超氧化物歧化酶(SOD，EC1.15.1.1)、愈創(chuàng)木酚過氧化物酶(GPX，EC1.11.1.7)、過氧化氫酶(CAT，EC1.11.1.6)和谷胱甘肽還原酶(GR，EC1.6.4.2)的活性，檢測了葉片中丙二醛和還原型谷胱甘肽(GSH)的含量，并用透射電鏡觀察了葉綠體、線粒體、內質網(wǎng)以及細胞膜。同時，采用三種提取液分步提取了黃瓜葉片的總蛋白質，利用雙向電泳與質譜分析技術研究了兩個黃瓜品種在不同溫度下差異

3、表達的蛋白質。實驗結果表明： 1、低溫對黃瓜葉片中抗氧化酶的影響與常溫處理相比，低溫使黃瓜葉片的SOD、GPX和GR活性以及GSH含量顯著增加，使CAT活性下降。低溫下，和“津研四號”相比，在“新泰密刺”中SOD和GPX活性的增加量較小，GSH含量與GR活性的增加量較大，CAT活性降低的數(shù)量較少。經(jīng)過雙因素方差分析，得知品種和溫度均顯著影響了GR和CAT的酶活性以及GSH含量。通過比較葉片的丙二醛含量，發(fā)現(xiàn)低溫脅迫下，“津研四號

4、”的膜脂過氧化程度較嚴重。根據(jù)電鏡觀察結果，在低溫脅迫后，“新泰密刺”的葉綠體、線粒體以及內質網(wǎng)的膜結構變化較小，而“津研四號”的這些超微結構被嚴重破壞。所以GR和CAT活性以及GSH含量在低溫下的變化與葉片中丙二醛含量的改變以及超微結構的變化一致。谷胱甘肽還原酶和過氧化氫酶活性以及谷胱甘肽含量可以用于監(jiān)測黃瓜品種是否耐低溫。 2、低溫對黃瓜葉片中蛋白質組的影響利用提取液I(40mMTris-HCl，pH8.38)、提取液II(

5、含8MUrea，4％CHAPS，40mMTris，0.2％Bio-lyte，3/10ampholyte)和提取液Ⅲ(含5MUrea，2MThiourea，2％CHAPS，2％SB3-10，2mMTBP，40mMTris，0.2％Bio-lyte，3/10ampholyte)分步提取葉片總蛋白質后，經(jīng)SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳，發(fā)現(xiàn)提取液I溶解的蛋白質較少，說明黃瓜葉片中的高親水性蛋白質含量較低。對提取液II和Ⅲ溶解的葉片蛋白質進行雙向電

6、泳后發(fā)現(xiàn)，相對于常溫處理，低溫使“新泰密刺”的7個蛋白質點特異表達、2個蛋白質點上調表達、2個蛋白質點下調表達、5個蛋白質點未表達；使“津研四號”的7個蛋白質點特異表達、1個蛋白質點上調表達、4個蛋白質點下調表達、9個蛋白質點未表達。低溫下，“新泰密刺”的蛋白質點3和4以及“津研四號”中蛋白質點2的表達量顯著高于常溫處理，通過MALDI-TOF質譜分析，這3個蛋白質點被鑒定為1，5-二磷酸核酮糖羧化酶的大亞基。所以黃瓜葉片的高親水性蛋白