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植物在其生活史中要受到各种胁迫的影响,如干旱、温度、臭氧和紫外线照射、高盐和病毒侵染等,这些胁迫的发生常会伴随ROS的产生和次生性氧化胁迫的发生。生物体可通过多种调节途径和调节方式对生物体的氧化还原状态进行调节,与硫氧还蛋白相关的氧化还原调节是这些调节方式中的一种。本论文实验的第一部分研究了盐芥硫氧还蛋白基因ThTRXh的表达模式,ThTRXh的原核表达,GST融合蛋白的纯化和活性测定,在拟南芥中过量表达ThTRXh对拟南芥胁迫耐受性的影响,构建了盐芥ThTRXh基因的沉默表达载体并转化盐芥获得了转基因株系。
盐芥ThTRXh受各种胁迫诱导表达,在体外表达该蛋白具有trx活性。对过量表达盐芥ThTRXh基因的拟南芥胁迫耐受性分析发现,转基因株系在萌发阶段无论是在甲基紫精还是在NaCl上的萌发速率都快于野生型,但早期生长状况都不如野生型:在两种胁迫处理条件下转基因和野生型根的生长都受抑制,但转基因株系的主根受抑制程度低,侧根分化受抑制明显。盐芥ThTRXh基因沉默株系已得到,在正常的生长条件下其表型与野生型盐芥的表型没有明显差别。在今后,还有待于进行一系列生理生化分析来辅证盐芥ThTRXh基因的功能。
蛋白质组学可以研究许多基因组学无法研究的层面,如:蛋白质的表达水平、氨基酸序列、翻译后加工及定位和蛋白质的相互作用等,利用蛋白质组学研究方法已经对许多植物如拟南芥、水稻和玉米等进行了研究,而盐芥蛋白质组学的研究还未见报道。盐芥已成为研究植物耐盐性的模式材料,已经有大量的EST数据可用,盐芥与拟南芥的近缘性又使得可以用拟南芥的基因组信息及蛋白质数据库来对盐芥进行检索。本实验论文的第二部分建立了一个双向凝胶电泳结合蛋白质组工作站研究蛋白质表达差异的平台,优化了盐芥蛋白提取的方法及等电聚焦程序。初步研究了盐芥不同生态型的蛋白质谱差异,找出了一些差异蛋白点,并进行质谱鉴定,用盐芥差异蛋白点质谱鉴定的结果在拟南芥蛋白质数据库中进行搜索后,发现质谱结果不理想,进而用BSA做了胶内酶解回收及直接酶解上样的质谱鉴定,质谱结果很好。对此的解释,一方面可能是BSA的肽段质谱图详尽,而盐芥蛋白在拟南芥蛋白质数据库中检索属于跨库检索,另一方面可能是该方法造成了蛋白量的损失使得肽段上样量低于质谱检测灵敏度。该部分实验为进一步用蛋白质组学方法研究盐芥建立了基础。