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低温胁迫下拟南芥差异蛋白质组学研究
作 者: 席景会
导 师: 郝东云
学 校: 吉林大学
专 业: 生物化学与分子生物学
关键词: 蛋白质组学 双向电泳 质谱 拟南芥 实时荧光定量PCR 低温胁迫
分类号: Q946
类 型: 博士论文
年 份: 2007年
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内容摘要
本研究以模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)为材料,利用双向电泳、质谱技术并结合荧光定量PCR方法,对低温胁迫条件下的拟南芥进行了差异蛋白质组的比较分析,以探索植物的抗寒机制。实验中对蛋白质样品制备、上样方式、双向电泳参数的选择等技术环节进行了优化,建立了适合拟南芥蛋白质组学研究的技术平台。同时进行了蛋白质样品的分级制备研究,提高了低丰度蛋白的检测效果。2-DE图谱分析结果表明,在低温胁迫条件下,共检测到67个蛋白丰度差异表达变化在2倍以上的蛋白点。对其中的57个蛋白点进行了MALDI-TOF-MS分析,有42个蛋白点得到了有效鉴定,包括9个已知的低温胁迫响应蛋白和在本实验中首次发现的一些低温应答蛋白。这些蛋白在代谢、能量、防御反应等方面发挥重要作用。应用实时荧光定量PCR技术检测了其中32个蛋白在转录水平上的变化,结果显示mRNA与蛋白质水平的变化并不完全一致。
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全文目录
提要 5-10 前言 10-11 第一篇 文献综述 11-50 第一章 植物抗寒性研究进展 11-31 1 植物在低温胁迫下的生理反应机制 11-14 1.1 低温胁迫对植物膜系统的影响 11-12 1.2 低温胁迫对植物光合作用的影响 12 1.3 低温胁迫对酶活性的影响 12-13 1.4 低温胁迫对植物细胞中渗透调节物质的影响 13-14 2 植物在低温胁迫下的分子反应机制 14-21 2.1 编码功能蛋白的基因 14-17 2.2 植物脱水素 17-18 2.3 调控基因 18-21 3 低温胁迫下植物的分子信号传导 21-25 3.1 ABA 与植物低温信号传导 21 3.2 与低温胁迫信号传导 21-22 3.3 蛋白激酶途径在低温信号传导中的作用 22-23 3.4 转录因子在低温胁迫下的表达调控 23-25 4 参考文献 25-31 第二章 拟南芥蛋白质组学研究进展 31-50 1 概述 31 2 蛋白质组学的方法和技术 31-34 2.1 样品制备技术 31-32 2.2 蛋白质组研究中的样品分离和分析 32-34 3 蛋白质组研究中的生物信息学 34-36 3.1 图像分析 34-35 3.2 生物信息学分析 35-36 4 拟南芥器官和组织的蛋白质组学研究 36-37 5 拟南芥亚细胞水平的蛋白质组学研究 37-40 5.1 线粒体蛋白质组学 37-39 5.2 叶绿体蛋白质组学 39-40 5.3 其它亚细胞器蛋白质组学 40 6 拟南芥非生物因子胁迫蛋白质组学研究 40-41 7 存在的问题 41-42 8 立题依据 42-43 9 参考文献 43-50 第二篇 研究内容 50-145 第一章 拟南芥蛋白质双向电泳技术平台的建立 50-63 1 材料与方法 50-52 1.1 化学试剂 50 1.2 材料 50-51 1.3 仪器 51 1.4 实验方法 51-52 2 结果 52-56 2.1 不同双向电泳参数的选择 52-54 2.2 不同蛋白质上样方式对双向电泳的影响 54 2.3 不同pH 范围的IPG 胶条双向电泳图谱的比较 54-55 2.4 不同蛋白质制备方法对双向电泳的影响 55-56 3 讨论 56-60 3.1 双向电泳参数 57 3.2 上样方式 57-58 3.3 不同pH 范围的IPG 胶条的选择 58-59 3.4 蛋白质制备方法 59-60 4 小结 60-61 5 参考文献 61-63 第二章 拟南芥蛋白质样品的PEG 分级制备 63-81 1 材料和方法 63-65 1.1 材料 63 1.2 蛋白质样品分级制备 63-65 1.3 不同组分的蛋白质样品的SDS-PAGE 分析 65 1.4 蛋白质双向电泳和图象分析 65 2 结果 65-72 2.1 分级制备蛋白质和全蛋白的SDS-PAGE 分析 65-67 2.2 分级制备蛋白质各组分和全蛋白双向电泳分析 67-69 2.3 全细胞蛋白质提取产率和重复性 69-70 2.4 PEG 分级沉淀蛋白质的方法提高了低丰度蛋白的检测 70-72 3 讨论 72-76 3.1 蛋白质样品分级的重要性 72-73 3.2 PEG 方法进行蛋白质样品分级的有效性 73-74 3.3 影响低丰度蛋白检测效果的因素 74-75 3.4 蛋白质样品分级策略的比较 75-76 4 小结 76-77 5 参考文献 77-81 第三章 低温胁迫条件拟南芥蛋白质的双向电泳及图谱分析 81-100 1 材料和方法 81-85 1.1 差异显示PCR(DD-PCR) 81-83 1.2 蛋白质的双向电泳及图谱分析 83-85 2 结果 85-93 2.1 差异显示PCR 85-87 2.2 低温胁迫条件拟南芥蛋白质的双向电泳图谱分析 87-93 3 讨论 93-96 3.1 差异显示PCR 与双向电泳技术结合的重要性 93-94 3.2 拟南芥的差异蛋白质双向电泳 94-96 4 小结 96-97 5 参考文献 97-100 第四章 低温胁迫条件下差异蛋白的质谱鉴定及功能分析 100-133 1 材料和方法 100-104 1.1 化学试剂与耗材 100 1.2 双向电泳及考马斯亮蓝染色 100-101 1.3 差异表达蛋白点质谱鉴定 101-103 1.4 生物信息学分析 103-104 2 结果 104-113 2.1 鉴定的蛋白质在等电点和分子量方面与理论值的比较 104 2.2 差异表达的蛋白质鉴定结果 104 2.3 低温胁迫条件下差异表达的蛋白质的功能分类 104-112 2.4 蛋白质的细胞内定位 112-113 3 讨论 113-125 3.1 染色方法的选择 113 3.2 质谱鉴定技术的应用 113-115 3.3 蛋白质翻译后修饰 115-116 3.4 低温胁迫条件下蛋白质表达的变化与植物抗逆性的关系 116-125 4 小结 125-126 5 参考文献 126-133 第五章 差异表达蛋白的实时荧光定量PCR 分析 133-145 1 材料与方法 133-136 1.1 生化试剂 133 1.2 方法 133-136 1.3 数据分析 136 2 结果 136-141 2.1 定量的准确性 137-138 2.2 扩增产物的特异性 138-139 2.3 差异表达蛋白的荧光定量PCR 分析 139-140 2.4 蛋白质组和荧光定量PCR 的比较 140-141 3 讨论 141-143 3.1 转录组水平与蛋白水平的比较 141-142 3.2 转录水平与蛋白水平不一致的原因 142-143 4 小结 143 5 参考文献 143-145 结论 145-146 附录 146-153 致谢 153-154 导师简介 154-155 在学期间发表的学术论文、专利与科研课题 155-157 中文摘要 157-159 Abstract 159-161
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中图分类: > 生物科学 > 植物学 > 植物生物化学
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