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低钾胁迫对烟草蛋白质表达的影响研究

作　者: 周利
导　师: 刘雷
学　校: 四川农业大学
专　业: 作物栽培学与耕作学
关键词: 烟草蛋白质组学低钾胁迫 GO分析
分类号: S572
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

钾元素与植物生长发育密切相关,是多种农作物的品质指标,在植物体内参与多种生物学路径,具有复杂的分子代谢网络。烟草是重要的经济作物和植物研究模式植物,对于提高烟草中的含钾量一直是中国烟草行业的热门研究,而关于钾元素在烟草中影响蛋白质的表达方面的研究可以在分子水平了解烟草在低钾胁迫下差异蛋白质表达情况,展示低钾胁迫下烟草差异表达的蛋白质数据库,发掘与植物低钾胁迫相关的特殊蛋白质,对进一步了解钾的作用生理等研究具有重要意义。本研究从蛋白质组学角度出发,利用双向电泳结合质谱技术,对无菌培养四周的烟草(K326)幼苗进行低钾处理,分别于低钾处理12h、24h和48h取样,同时设置处理组及对照组,然后进行蛋白质的提取、分离、鉴定、GO分析及KEGG Pathway分析。经双向电泳凝胶分离,在pH为4-7的线性胶条中,利用考马斯亮蓝染色,经PDQuest8.0分析,得到非重叠蛋白点差异有36个,在12h处理组中有13个差异表达点,低钾处理导致烟草9种蛋白质上调；24h处理组中有10种蛋白质上调,共13个差异表达；48h处理组有26个蛋白质差异表达,其中有12种蛋白质相对表达量下调。经鉴定36个差异蛋白质中有3个蛋白质仅有EST标签信息,功能未知,匹配植物主要为烟草,少数匹配在拟南芥、马铃薯、葡萄上,主要有与植物光合相关的质体蓝素B、铁氧还蛋白、叶绿素a/b结合蛋白I、核酮糖二磷酸羧化酶/加氧酶等,与应激响应相关的超氧化物歧化酶、冷胁迫蛋白等热休克蛋白,与细胞代谢相关的碳酸酐酶、蛋氨酸腺苷转移酶等,于能量代谢相关的ATP合成酶、醌氧化还原酶、三磷酸腺苷酶、3-磷酸甘油醛脱氢酶B、磷酸甘油酸激酶、二磷酸核苷激酶、磷酸甘油酸酯激酶、质体醛缩酶NPALDP1、质体酮糖等,与蛋白质合成相关的mRNA合成前体、延伸因子等。在NCBI中下载相应蛋白质blast序列,对33个成功鉴定的蛋白质进行GO分类,在level2水平涉及分子功能6大类,细胞学组成8大类以及15个生物学过程,经blast2go在线分析,共下载到KEGG Pathway24个,涉及17催化酶,受低钾胁迫影响,本研究检测到的蛋白质中,相对表达量受影响最多的是光合作用相关蛋白质和与应激响应相关的蛋白质。

全文目录

中文摘要  4-6
Abstract  6-7
縮略词表  7-8
目录  8-10
1 文献综述  10-18
  1.1 钾营养与烟草品质  10-11
  1.2 植物钾胁迫研究进展  11-12
  1.3 蛋白质组学及其在烟草中的研究  12-14
    1.3.1 蛋白质组学  12-13
    1.3.2 植物蛋白质组学研究  13-14
    1.3.3 蛋白组学在烟草中的研究进展  14
  1.4 蛋白质组学研究的方法与技术  14-16
    1.4.1 双向电泳分离蛋白质的技术  15
    1.4.2 蛋白质质谱技术应用  15-16
    1.4.3 蛋白质芯片技术  16
  1.5 生物信息学分析  16-17
    1.5.1 生物信息学  16-17
    1.5.2 生物信息学在蛋白质研究中的应用  17
  1.6 研究目的与意义  17-18
  1.7 技术路线  18
2 材料与方法  18-25
  2.1 试验材料、试剂及仪器  19
  2.2 材料处理及方法  19-24
    2.2.1 烟草无菌苗培养及低钾处理  19-20
    2.2.2 丙酮沉淀法提取粗蛋白质  20-21
    2.2.3 Modified Bradford法测定蛋白质含量  21
    2.2.4 单向检测蛋白制备样品  21
    2.2.5 等电聚焦  21-22
    2.2.7 SDS-PAGE  22-23
    2.2.8 凝胶染色与扫描  23-24
    2.2.9 图像分析  24
  2.3 蛋白质质谱鉴定  24
  2.4 生物信息学分析  24-25
3 结果与分析  25-42
  3.1 低钾处理对烟草无菌苗生长的影响  25
  3.2 烟草蛋白质浓度测定单向检测  25-27
  3.3 双向电泳体系优化  27-28
    3.3.1 IEF胶条pH段选择  27-28
    3.3.2 凝胶染色方法选择结果  28
  3.4 烟草差异蛋白质双向电泳结果  28-32
  3.5 烟草低钾胁迫差异蛋白质鉴定  32-36
  3.6 烟草低钾胁迫下差异蛋白质分类  36-38
  3.7 烟草低钾胁迫下差异蛋白质KEGG路径分析  38-42
4 结论与讨论  42-47
  4.1 结论  42
  4.2 低钾胁迫对烟草蛋白质的影响  42-46
    4.2.1 光合相关蛋白  43
    4.2.2 应激响应相关蛋白  43-44
    4.2.3 细胞代谢相关蛋白  44
    4.2.4 能量代谢相关蛋白  44-45
    4.2.5 蛋白质合成  45
    4.2.6 其他相关蛋白  45-46
  4.3 本研究的问题与展望  46-47
参考文献  47-54
致谢  54

低钾胁迫对烟草蛋白质表达的影响研究

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