干旱胁迫条件下花生叶片蛋白质组学研究

论文摘要

植物在其生长过程中经常会遭受到不同程度的生物和非生物逆境胁迫,这些胁迫严重影响植物的生长发育,并对农业生产造成极大的负面影响。花生是重要的油料作物和经济作物。我国是世界上种植花生的主要国家之一,花生产区主要分布于干旱和半干旱地区。干旱严重影响花生的产量和品质,是花生生产的首要限制因子。我国有70%的花生面积受到不同程度的干旱危害,平均减产20%以上,造成巨大的经济损失。因此,解决干旱对花生生产的影响是当务之急。蛋白质组学可以研究许多基因组水平上无法体现的层面,如:基因表达的翻译水平、翻译后的各种蛋白质修饰以及蛋白质的相互作用等。近年来,植物蛋白质组学的研究日益增多,主要集中在拟南芥、水稻等模式植物上,研究范围包括在非生物因子的环境胁迫条件下的生理变化,如干旱、高盐、缺氧、ABA处理和机械损伤等,生物因子如菌根真菌以及与植物共生关系的根瘤菌对植物生长的影响。还有植物组织器官如根、茎、叶、花、果实、种子发育过程中的蛋白质变化。此外植物蛋白质组学研究已经深入到亚细胞水平,即研究在一个细胞器内表达的蛋白质组,这些细胞器包括叶绿体、线粒体、内膜系统等,而且还涉及植物群体遗传方面,包括基因多样性和表型多样性之间的关系,基因突变引起的蛋白质表达变化,植物激素的信号传导和作用机理等方面。花生是重要的油料作物,具有很高的营养价值,为异源四倍体植物,基因组庞大（约2.8×109 bp）,其蛋白质组学的研究尚处于起步阶段。本研究以花生品种鲁花14为实验材料,PEG6000模拟干旱环境,提取叶片可溶性蛋白进行双向电泳分析。在三氯乙酸/丙酮沉淀法的基础上,对样品抽提、样品溶解、胶条pH范围选择、蛋白上样量、SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳等关键步骤进行改进,获得了蛋白点较多、重复性好的双向电泳图谱。花生叶片蛋白质双向电泳选用pH 4-7的IPG胶条,采用考马斯亮蓝染色法,在上样量为280μg时,得到效果较佳的电泳图谱。2-DE图谱上蛋白点数量约480个,图像清晰,蛋白点无明显拖尾现象,这为开展花生叶片蛋白质组研究奠定了基础。经过比对分析,发现了40个差异蛋白点,其中有17个上调表达,23个下调表达。然后利用质谱技术（MALTI-TOF MS）进行鉴定,并通过数据检索,得到了5个与干旱胁迫相关的差异蛋白质。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一部分 文献综述
• 1 蛋白质组学的背景及研究的必要性
• 2 蛋白质组学的研究方法
• 2.1 蛋白质组学分离技术
• 2.2 蛋白质组学鉴定技术
• 2.3 蛋白质组学定量技术
• 2.4 蛋白质组生物信息学
• 3 蛋白质组学在植物分子生物学研究中的应用
• 3.1 与生物胁迫和非生物胁迫相关的蛋白质组学
• 3.2 植物组织器官发育相关的蛋白质组学
• 3.3 植物亚细胞蛋白质组学
• 3.4 植物群体遗传蛋白质组学
• 3.5 植物激素蛋白质组学研究
• 3.6 鉴定蛋白的不同修饰
• 4 植物抗旱研究现状
• 第二部分 实验论文
• 第一章 PEG6000 模拟干旱胁迫花生幼苗的各项生理指标的测定
• 1 实验材料
• 1.1 植物材料
• 1.2 化学试剂
• 1.3 主要仪器
• 2 实验方法
• 2.1 材料培养
• 2.2 材料处理
• 2.3 分析测定方法
• 3 实验结果
• 3.1 PEG6000 渗透胁迫对花生叶片渗透势的影响
• 3.2 PEG6000 渗透胁迫对花生叶片可溶性糖含量的影响
• 3.3 PEG6000 渗透胁迫对花生叶片可溶性蛋白含量的影响
• 3.4 PEG6000 渗透胁迫对花生叶片脯氨酸含量的影响
• 3.5 PEG6000 渗透胁迫对花生叶片MDA（丙二醛）含量的影响
• 第二章 干旱胁迫条件下花生叶片蛋白质组学研究
• 1 实验材料
• 1.1 植物材料
• 1.2 化学试剂
• 1.3 主要设备
• 1.4 分析软件
• 2 实验方法
• 2.1 材料培养
• 2.2 材料处理
• 2.3 植物蛋白质提取及浓度测定
• 2.4 双向电泳
• 2.5 差异蛋白点的胶内酶解
• 2.6 质谱分析及蛋白质检索
• 3 实验结果及分析
• 3.1 花生叶片蛋白质双向电泳方法的优化
• 3.2 干旱胁迫条件下花生叶片差异蛋白点的质谱鉴定结果
• 4 讨论
• 参考文献
• 致谢
• 硕士期间发表的论文