学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

野牛草响应低温胁迫的生理机制和蛋白质组学初步研究

作　者: 沈静
导　师: 曹致中；杨青川
学　校: 甘肃农业大学
专　业: 草业科学
关键词: 低温胁迫野牛草生理蛋白质组学双向电泳
分类号: S688.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 136次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载

内容摘要

植物会遭受许多环境因子的影响,在这些限制因子中,低温胁迫是最重要的非生物胁迫因子之一,低温严重影响了植物的生长发育和地理分布。目前随着植物耐寒生理机制和分子机制的研究不断深入和生物技术的日趋完善,通过基因工程的技术和手段为培育抗寒植物新品种提供了一条崭新的途径。近年来,蛋白质组学方法和技术应用到了植物的研究中,并取得了一定的成果。应用蛋白质组学的方法研究植物对低温胁迫的应答机制,发掘低度逆境相关蛋白,进而探索植物抗寒分子机理,为提高植物温度抗性提供重要的理论依据。本研究以暖季型草坪草“中坪一号”( Buchloe dactyloide(Nutt.)Engelm.cv zhongping No.1)野牛草为材料,研究了低温胁迫下野牛草幼苗叶片细胞膜透性和保护酶活性的变化;并利用双向电泳、质谱技术结合生物信息学,对野牛草在5℃低温胁迫0h、6h和24h的差异蛋白质组学进行了研究。通过低温胁迫条件下野牛草生理生化变化,蛋白质组的差异表达,以及通过对野牛草低温逆境应答蛋白的鉴定,来探讨野牛草的低温耐受分子机制,为将来培育抗寒性强的野牛草新品种奠定一定的理论基础,为生产实践活动中应对寒害提供一定的理论指导。本研究的结果如下:1在一定限度的胁迫下野牛草叶片的细胞膜透性不会造成永久性伤害。低温胁迫对叶片细胞膜造成一定的损伤,胁迫时间越长细胞膜受到的伤害越大,但在一定限度的胁迫下,叶片细胞膜不会造成永久性伤害。2低温胁迫下野牛草幼苗叶片保护酶活性变化趋势不一致。随着胁迫时间的延长,叶片中SOD、POD和CAT活性均表现为先升高后降低的变化规律,但三种酶的变化有所不同,POD活性表现为波动较大,当胁迫持续到24 h时,POD活性明显降低几乎与对照持平,说明POD受低温影响更敏感;SOD活性一直保持较高的水平; CAT活性与SOD活性变化保持一致,表现出这两种酶在低温适应性调节过程中的协同作用。3低温胁迫下野牛草幼苗双向凝胶电泳分析。Trizol沉淀法制备蛋白质样品,利用经典的双向凝胶电泳分离野牛草幼苗叶片全蛋白,得到了高分辨率和重复性好的双向电泳图谱,在电泳图谱上至少能检测到850个蛋白点。经过ImageMaster 2D Platinum V 5.0软件分析,在某一时间点,得到表达丰度变化显著差异的蛋白质点共87个,其中上调表达的60个,下调表达的27个。4部分差异表达蛋白质的质谱鉴定及功能分析。从87个差异表达的蛋白点中选取了26个相对丰度较高的蛋白点进行了MALDI-TOF-MS分析,有17个蛋白点得到了鉴定,包括已知的和新的低温胁迫响应蛋白。这些蛋白在野牛草低温胁迫下参与了以下代谢过程:碳水化合物代谢、能量代谢、细胞信号传导、硫和脂肪酸代谢、蛋白质的加工、细胞防御等代谢途径。结合已报道的其它植物中的17种蛋白的功能,对野牛草的耐低温机制进行初步探讨。还有一个未命名蛋白和假想蛋白,这两个蛋白质功能和在植物适应低温胁迫的调节机制还需要进一步的研究。

全文目录

摘要  2-4
Abstract  4-9
第一部分文献综述  9-23
  前言  9-10
  1.1 植物抗寒性的生理生化适应性研究  10-14
    1.1.1 低温胁迫植物体内自由水和束缚水的研究  10-11
    1.1.2 低温胁迫植物细胞膜透性的研究  11
    1.1.3 低温对植物光和作用和呼吸作用的影响  11-12
    1.1.4 低温胁迫植物保护酶活性的影响  12-13
    1.1.5 温度胁迫对植物细胞中渗透调节物质的影响  13-14
  1.2 蛋白质组学及其在植物低温胁迫研究中的应用  14-23
    1.2.1 蛋白质组学产生的背景  14-15
    1.2.2 蛋白质组学的含义及研究的主要内容  15
    1.2.3 蛋白质组学的研究技术  15-19
    1.2.4 植物低温胁迫蛋白质组学研究进展  19-23
第二部分试验材料与方法  23-34
  2.1 材料、试剂和仪器  23-24
    2.1.1 实验材料与低温处理  23
    2.1.2 实验试剂  23-24
    2.1.3 实验仪器  24
    2.1.4 实验中所用主要试剂配方  24
  2.2 方法  24
  2.3 低温胁迫下野牛草细胞膜和保护酶活性以及渗透调节物质的影响  24-25
    2.3.1 细胞膜伤害度测定  24-25
    2.3.2 保护酶活性（SOD、POD、CAT）活性的测定  25
  2.4 不同时间处理下野牛草蛋白质样品的制备  25-29
    2.4.1 Trizol 沉淀法制备蛋白质样品  25-26
    2.4.2 蛋白质样本处理  26-27
    2.4.3 样品蛋白质的裂解  27
    2.4.4 蛋白质浓度测定  27-29
  2.5 野牛草叶片双向凝胶电泳分析  29-32
    2.5.1 第一向等电聚焦  29-30
    2.5.2 IPG 胶条的平衡  30
    2.5.3 第二向SDS-PAGE 电泳  30-31
    2.5.4 凝胶染色  31-32
    2.5.5 凝胶图像的扫描和分析  32
  2.6 差异表达蛋白质的鉴定和数据库搜索  32-34
    2.6.1 蛋白质的胶内酶解  32-33
    2.6.2 MALDI-TOF/MS（基质辅助激光解析电离飞行时间质谱）分析  33
    2.6.3 数据库查询及蛋白质鉴定  33-34
第三部分结果与分析  34-45
  3.1 低温对野牛草生理生化指标的影响  34-36
    3.1.1 低温胁迫对野牛草幼苗叶片细胞膜稳定性的影响  34
    3.1.2 低温胁迫对野牛草幼苗叶片保护酶活性的影响  34-36
  3.2 低温胁迫下野牛草差异蛋白质图谱的构建与比较分析  36-42
    3.2.1 野牛草总蛋白分离的重复性及其效果图  36
    3.2.2 低温胁迫条件下野牛草叶片总蛋白双向电泳分析  36-38
    3.2.3 低温胁迫条件下野牛草差异表达的蛋白质丰度（相对体积）变化  38-39
    3.2.4 低温胁迫下部分显著差异表达蛋白质点的动态变化和三维图谱  39-42
  3.3 部分显著差异蛋白质点的质谱鉴定分析  42-45
    3.3.1 部分差异表达蛋白质的质谱鉴定结果  42-44
    3.3.2 低温胁迫条件下鉴定的野牛草差异表达蛋白质功能分类  44-45
第四部分结论与讨论  45-54
  4.1 低温胁迫对野牛草幼苗细胞膜透性的影响  45
  4.2 低温胁迫对野牛草幼苗保护酶活性的影响  45-46
  4.3 双向电泳凝胶电泳分离蛋白点的数目和在凝胶上的分布及其方法评价分析  46
  4.4 低温胁迫条件下野牛草蛋白质变化分析  46-48
  4.5 低温胁迫下野牛草蛋白质组学的差异表达与生理生化变化的可能关系  48
  4.6 低温胁迫条件下蛋白质的表达变化与植物抗逆性的关系  48-54
    4.6.1 参与碳水化合物代谢相关的蛋白  48-50
    4.6.2 参与能量代谢相关的蛋白  50
    4.6.3 参与植物细胞防御相关的蛋白  50-51
    4.6.4 参与信号传导相关的蛋白  51-52
    4.6.5 参与硫代谢和脂肪酸代谢相关的蛋白  52
    4.6.6 其他蛋白  52-54
第五部分全文小结  54-57
  5.1 在一定限度的胁迫下野牛草叶片的细胞膜透性不会造成永久性伤害  54
  5.2 低温胁迫下野牛草幼苗叶片保护酶活性变化趋势不一致  54
  5.3 低温胁迫下野牛草幼苗双向凝胶电泳分析  54
  5.4 低温诱导的野牛草部分差异表达蛋白质质谱鉴定及功能分析  54-55
  5.5 试验创新与问题展望  55-57
双向电泳试剂配方及缩略词表:  57-58
致谢  58-59
参考文献  59-66
作者简介  66-67
导师简介  67-68

野牛草响应低温胁迫的生理机制和蛋白质组学初步研究

内容摘要

全文目录

相似论文