硼毒下柑橘根叶蛋白质组学研究

来源 :福建农林大学 | 被引量 : 8次 | 上传用户:syf1122
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硼(B)是植物生长发育过程中所必需的微量营养元素之一,与植物的核酸代谢、碳水化合物合成和运输、细胞壁合成、生物膜的完整性和功能等有关。作物硼毒害虽不如缺硼普遍,但硼对植物的适用量和致害量之间的差距很小,世界上有不少地区存在因施肥不当或其它原因而导致作物硼毒害现象。柑橘为亚热带常绿果树,我国柑橘主产区时常出现不同程度的硼中毒现象。本研究以耐硼毒性不同的雪柑和酸柚为试验材料,采用双向电泳技术研究了硼毒下柑橘根叶蛋白质组的变化,旨在从蛋白质组学水平揭示柑橘耐硼毒的分子机制,为柑橘高产优质栽培提供科学依据。主要研究结果如下:1、通过对蛋白样品的制备方法、蛋白上样量、凝胶染色方法等参数进行了优化,建立了适用于柑橘蛋白质组研究的双向电泳技术体系,经胶体考染法染色后可获得背景清晰、重复性好、蛋白点分辨率较高的双向电泳图谱,经PDQuest软件检测有800多个蛋白点。2.运用2-DE技术对10μM(对照)和400μM(硼毒)硼处理的酸柚和雪柑实生苗根叶蛋白质进行了分离,并利用PDQuest凝胶图像分析软件确定了224个硼毒害诱导的差异表达蛋白,其中138个上调,81个下调。3.对224个差异蛋白点进行质谱分析(MALDI-TOF/TOF-MS),成功鉴定了206个蛋白点,这些差异蛋白主要涉及(1)抗氧化与解毒代谢、(2)逆境胁迫蛋白、(3)细胞壁与骨架代谢、(4)碳水化合物及能量代谢、(5)蛋白质代谢、(6)核酸代谢、(7)细胞转运、(8)信号转导、(9)脂质代谢和(10)功能未知蛋白。4.在根尖,酸柚和雪柑在硼毒胁迫时都能诱导相关抗氧化酶上调表达以抵御硼毒害造成的氧化胁迫;此外,相关抗性蛋白(如热激蛋白、锌指蛋白及拉链蛋白)、蛋白酶体和膜转运蛋白V-ATPase的上调,以及延伸因子和翻译起始因子的差异表达等可能都有利于柑橘根的耐硼毒性;不过,硼毒对酸柚和雪柑根中参与蛋白、核酸等代谢的相关蛋白的影响并不相同。5.雪柑叶片的耐硼毒性明显比酸柚高,可能与硼毒下雪柑叶片核酮糖1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶、核酮糖1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶活化蛋白、Lhca3、VDE、MDH、抗氧化酶(半胱氨酸过氧化物酶、Cu/Zn-SOD、GST1、乙二醛酶、POD)等参与能量和碳水化合物代谢、热耗散及ROS清除等酶的表达上调,使雪柑叶片在硼毒下仍能维持较高的光合速率,免(少)受光氧化伤害有关。
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