玉米幼苗根系在碳酸钠胁迫下的差异蛋白质组学分析

论文摘要

提高作物耐盐性、有效利用盐碱地资源是关乎农业发展的重要课题之一。与氯化钠盐胁迫相比,内陆盐碱的碳酸盐胁迫对植物伤害更加严重且机理不清。因此研究植物对碳酸钠胁迫的应答机制,对于全面揭示植物耐盐性的遗传基础具有重要的意义。本实验以玉米幼苗根系为实验材料,利用二维电泳（ two-dimensional electrophoresis, 2-DE）、质谱技术（mass spectrometry, MS）对三叶期的玉米幼苗根系在25mM Na2CO3胁迫条件下的差异表达蛋白质组进行了研究。以水处理为空白对照,研究了5h、24h和72h三个时间点的根系蛋白质二维电泳图谱的变化,并对差异表达的蛋白点进行质谱分析。2-DE图谱分析结果表明:25mM Na2CO3胁迫条件下,凝胶银染后经检测,共发现了蛋白质丰度差异变化在2倍以上的点1291个,其中表达上调205个,表达下调1086个,用MALDI-TOF-TOF MS鉴定了12个蛋白点,有11个蛋白点得到有效地鉴定。对所鉴定的蛋白质根据MATDB数据库的分类方法进行了功能分类,发现这些蛋白质的功能涉及代谢、转录、细胞周期、信号转导、细胞防御和抗性或与环境互作等方面,说明植物盐胁迫响应是涉及多个信号和代谢途径的复杂过程。综上实验数据,对植物细胞盐胁迫应答代谢调节网络进行了讨论,以期丰富植物盐胁迫下代谢分子网络的构建,研究抗逆蛋白的功能,为进一步揭示植物逆境适应的分子机理提供参考。

论文目录

• 摘要
• 英文摘要
• 第一章 引言
• 1.1 植物盐胁迫响应机制的研究进展
• 1.1.1 小分子渗透调节剂的作用
• 1.1.2 热激蛋白
• 1.1.3 脱落酸
• 1.1.4 钙
• 1.1.5 活性氧
• 1.1.6 蛋白激酶
• 1.1.7 RLK
• 1.1.8 转录因子
• 1.1.9 盐胁迫对光合作用的影响
• 1.1.10 蛋白质降解与盐胁迫
• 1.1.11 糖醇类与盐胁迫
• 1.1.13 离子在植物耐盐性分子机制中的作用
• 1.2 蛋白质组学及其在盐胁迫研究中的应用
• 1.3 本研究的目的和意义
• 第二章 材料与方法
• 2.1 实验材料
• 2.1.1 植物材料
• 2.1.2 主要药品及试剂
• 2.1.3 主要仪器
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 玉米幼苗培养和处理
• 2.2.2 根系蛋白质组学研究
• 第三章 实验结果
• 3.1 玉米幼苗胁迫条件的确立
• 3.2 经提取后蛋白质样品浓度测定与 SDS-PAGE 验证
• 3.2.1 Bradford 法测定蛋白浓度
• 3.2.2 SDS-PAGE 验证
• 3.3 二维电泳结果
• 3.4 差异表达的蛋白质质谱鉴定结果
• 3.5 鉴定蛋白的功能分类分析
• 第四章 实验讨论
• 4.1 玉米幼苗稳定快速生长水培体系的建立
• 4.2 玉米幼苗根系蛋白 2-DE 技术平台的建立
• 4.2.1 蛋白质制备方法
• 4.2.2 IPG 胶条种类的选择
• 4.2.3 银染染色方法的应用
• 4.3 玉米幼苗根系蛋白质组的动态变化
• 4.4 凝胶图谱上蛋白点数与蛋白质浓度的关系
• 3胁迫条件下差异表达蛋白与植物抗逆性的关系'>4.5 Na2CO₃胁迫条件下差异表达蛋白与植物抗逆性的关系
• 4.5.1 代谢相关蛋白
• 4.5.2 转录/细胞周期/信号转导相关蛋白
• 4.5.3 其它蛋白质的表达变化
• 4.6 根系蛋白含量、蛋白种类变化原因以及根系可能的抗盐机制
• 结论
• 参考文献
• 附录
• 致谢