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高温胁迫下水稻热激蛋白的作用机理研究

作　者: 陈新海
导　师: 何华勤
学　校: 福建农林大学
专　业: 生物化学与分子生物学
关键词: 水稻高温胁迫热激蛋白互作网络
分类号: S511
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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引　用: 2次
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内容摘要

CO₂的大量排放导致大气温度升高,全球气候变暖,夏季极端高温和持续高温的频繁出现,对水稻的安全生产构成极大的威胁。但水稻的不可移动性限制了其逃避外界环境胁迫的能力,水稻只能通过内在的防御机制来抵御高温胁迫。其中,热激蛋白（Heat shock protein, HSP）在水稻（Oryza sativa L.）应对高温胁迫中起了重要的作用。本项目研究以3个具有不同耐高温胁迫能力的水稻品种（Oryza sativa L.）:日本晴Nipponbare （耐高温胁迫）、Azucena （Azu,高温敏感型）和Co39 （耐高温胁迫型）为材料,分析高温胁迫下水稻热激蛋白质的表达及其互作蛋白质,探讨热激蛋白在水稻应对高温胁迫过程中的作用机制。1、应用2-DE和RT-PCR技术,分析高温胁迫下热激蛋白的表达。发现高温胁迫下不同水稻品种叶片中的热激蛋白HSP26.7, HSP23.2, HSP17.9A, HSP17.4和HSP16.9A的表达量均上调。耐高温水稻的sHSP表达量高于敏感型水稻sHSP的表达量。而且随着高温胁迫时间的延长,耐高温水稻的sHSP表达量未出现明显的下降趋势。同时高温胁迫下日本晴根系、开花期日本晴叶片的sHSP也都呈上调表达。进一步sHSP的RT-PCR结果验证了蛋白质的表达。表明sHSP的上调表达是水稻应对高温胁迫的一种防御机制。同时sHSP蛋白质表达水平也可以作为评价不同水稻品种耐高温胁迫能力的一个指标。2、应用2-D Native/SDS-PAGE技术分离高温胁迫下水稻叶片的蛋白质复合体,筛选到4对含HSP的复合体,分别命名为C1,C2,C3和C4。高温胁迫下HSP18.1、HSP17.9A、HSP17.7和HSP16.9A 4个小热激蛋白组成蛋白质复合体C1,酵母双杂交的试验结果进一步验证了小热激蛋白间的互作。热激蛋白101与苹果酸脱氢酶、硫胺素合成蛋白处于同一个蛋白质复合体C2内。OSJNBa0027H06.1是一类热激蛋白,与甲基丙二酸半醛脱氢酶及GS组成蛋白质复合体C3,同样提高了GS的酶活性。热激蛋白81-1与2个葡萄糖-1-磷酸腺苷转移酶家族成员和果糖二磷酸醛缩酶互作,影响水稻体内能量的糖代谢。在His-Pull down实验,发现了10个可能与HSP16.9A互作的蛋白,这10个蛋白主要负责糖酵解过程和ATP的合成,暗示着该蛋白质复合体参与胞内的能量代谢过程。所有这些为从热激蛋白质的作用途径揭示水稻应对高温胁迫的分子防御机制奠定了基础。

高温胁迫下水稻热激蛋白的作用机理研究

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