水分胁迫对抗旱性不同的甘蔗品种叶片中蛋白质及蛋白酶的影响

论文摘要

甘蔗是最主要的糖料作物和最有开发潜力的可再生能源作物，而干旱则是影响甘蔗产量的主要限制因素之一。目前对甘蔗抗旱性的研究，已可以利用形态结构特征分析、生理生化特性分析及对抗旱性指标综合分析等来较好地评价甘蔗的抗旱性。在解决甘蔗旱害问题上，除了靠加强灌溉设施建设和选育耐旱品种外，还通过栽培措施与化学调控等方式来改善甘蔗自身的耐旱能力。为了更好地适应甘蔗的种植现状，当前的目标就是要从分子水平上阐明作物抗旱性的物质基础及其生理功能，进而通过基因工程手段创造抗旱新类型。本研究选用抗旱性不同的三个品种，新台糖16号（ROC16）、桂糖21号（GT21）、新台糖22号（ROC22）为材料，采用桶栽砂培的方法，分别在苗期和伸长期用25％Cw／v)聚乙二醇6000（PEG6000）进行模拟干旱胁迫。主要研究模拟干旱条件下，抗旱性不同的甘蔗在幼苗和伸长两个时期叶片中蛋白质和蛋白酶的变化，结果表明：1、甘蔗苗期比伸长期抵御干旱胁迫的能力要强。苗期抗旱性不同的品种之间抵御干旱的能力差异不大，在伸长期各品种之间的抗旱性差异明显。2、+1叶水势不能完全体现甘蔗植株受干旱胁迫的程度。3、游离氨基酸和游离脯氨酸的含量变化能够灵敏地反映甘蔗的受旱程度，敏感型的品种积累氨基酸较早；由脯氨酸合成关键酶△1-吡咯啉-5-羧酸盐合成酶（P5CS）活性的测定可知，游离脯氨酸含量的提高速度总是滞后于P5CS酶活性的变化。4、摸索了一套较为完善的甘蔗叶片蛋白质的SDS-PAGE技术。研究结果显示：不同抗旱性的甘蔗品种其可溶性蛋白质的谱带存在明显差异；不同胁迫处理间的谱带也有差异，特别是约为48 kDa和36 kDa两处蛋白，其变化趋势与甘蔗抗旱能力密切相关。5、将内肽酶活性和内肽酶同工酶电泳的技术引入甘蔗的抗旱性研究，发现此酶活性与抗旱能力相关，活性越低抵御干旱胁迫的能力越强；同工酶的谱带可归为四类，谱带的变化与干旱胁迫程度有一定相关，但规律不明显。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 前言
• 一、植物抗旱的生理生化机制
• 二、国内外甘蔗抗旱研究概况
• 三、本研究的意义和目的
• 第一章 材料与方法
• 1.1 材料选择与种植
• 1.2 水分胁迫处理及取样
• 1.3 生理指标的测定方法
• 1.3.1 叶片水势
• 1.3.2 游离氨基酸含量的测定
• 1.3.3 脯氨酸含量的测定
• 1.3.4 P5CS酶活性测定
• 1.3.5 可溶性蛋白质含量的测定
• 1.3.6 内肽酶活性的测定
• 1.4 蛋白质电泳
• 1.4.1 制备电泳样品
• 1.4.2 十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）
• 1.4.3 蛋白酶活性同工酶电泳
• 1.5 主要仪器
• 1.6 数据处理
• 第二章 结果与分析
• 2.1 干旱胁迫下甘蔗叶片的生理变化
• 2.1.1 干旱胁迫对甘蔗叶片水势的影响
• 2.1.2 干旱胁迫对甘蔗叶片游离氨基酸含量的影响
• 2.1.3 干旱胁迫对甘蔗叶片脯氨酸含量的影响
• 2.1.4 干旱胁迫对甘蔗叶片P5CS酶活性的影响
• 2.1.5 干旱胁迫对甘蔗叶片可溶性蛋白质含量的影响
• 2.1.6 干旱胁迫对甘蔗叶片内肽酶活性的影响
• 2.2 干旱胁迫下甘蔗叶片的生化变化
• 2.2.1 干旱胁迫对甘蔗叶片蛋白质变化的影响
• 2.2.2 干旱胁迫对甘蔗叶片蛋白酶变化的影响
• 第三章 讨论
• 3.1 PEG胁迫对氨基酸和叶片水势的影响
• 3.2 PEG胁迫对蛋白质的影响
• 3.3 PEG胁迫对酶的影响
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表论文情况