本文關(guān)鍵詞：紫花苜蓿響應(yīng)低溫的差異蛋白質(zhì)組學(xué)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：紫花苜蓿(Medicago sative L.)是重要的多年生飼用牧草,因其營養(yǎng)豐富,適口性好,產(chǎn)草量高,抗逆性強(qiáng),而被譽(yù)為“牧草之王”,是北方地區(qū)主栽的牧草品種之一。但北方(尤其是黑龍江)的低溫環(huán)境一直以來都是制約苜蓿產(chǎn)量、質(zhì)量以及品種多樣性的因素之一,對紫花苜蓿低溫應(yīng)答機(jī)制的研究具有一定的理論意義和實(shí)際價(jià)值。本研究通過田間試種試驗(yàn)選擇了兩種抗寒差異較大的紫花苜蓿肇東和WL525HQ作為試驗(yàn)材料,對其低溫脅迫下的各項(xiàng)生理指標(biāo)進(jìn)行了測定;優(yōu)化紫花苜蓿葉片低豐度蛋白的提取方法;通過雙向電泳與質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)對兩種苜蓿響應(yīng)低溫的差異蛋白質(zhì)組進(jìn)行了研究,并利用RT-PCR技術(shù)對差異蛋白進(jìn)行驗(yàn)證,以期從生理和蛋白質(zhì)角度闡述紫花苜蓿應(yīng)對低溫脅迫的適應(yīng)機(jī)制。研究結(jié)果如下:1.對供試材料進(jìn)行了田間試種試驗(yàn),調(diào)查結(jié)果顯示肇東苜蓿、WL323HQ、三得利、維多利亞和WL525HQ的生育期和各項(xiàng)農(nóng)藝學(xué)性狀之間沒有明顯差異;但刈割后的植株再生高度和第二年返青率差異明顯。五種苜蓿的抗寒能力表現(xiàn)為肇東苜蓿WL323HQ三得利≥維多利亞WL525HQ。其中,肇東苜蓿和WL525HQ間的抗寒能力差異最大,可作為后續(xù)試驗(yàn)的材料。2.對低溫脅迫下紫花苜蓿的各項(xiàng)生理生化指標(biāo)測定結(jié)果顯示,紫花苜蓿的葉綠素含量降低,WL525HQ葉綠素降低比例高于肇東苜蓿�？寡趸窹OD、APX、GR、DHAR、MDHAR和GSH-PX活性呈上升趨勢,SOD活性先升高后降低;除APX外,其余酶在肇東苜蓿中活性增加更多,表現(xiàn)出與抗寒能力的正相關(guān)。低溫脅迫下,紫花苜蓿葉片的相對電導(dǎo)率升高,WL525HQ的電導(dǎo)率增長高于肇東苜蓿;葉片可溶性糖含量升高,肇東苜蓿糖的積累高于WL525HQ。游離氨基酸測定結(jié)果顯示,14種常見的游離氨基酸存在于紫花苜蓿葉片中(未檢測到蛋氨酸和甘氨酸);低溫脅迫下,肇東苜蓿中14種游離氨基酸含量均發(fā)生一定變化,WL525HQ中則有11種游離氨基酸含量發(fā)生變化(丙氨酸、亮氨酸和苯丙氨酸不變);兩種苜蓿中游離氨基酸變化表現(xiàn)品種間的差異性;其中,肇東苜蓿游離脯氨酸的含量明顯高于WL525HQ,表現(xiàn)出與其抗寒能力的正相關(guān)。3.為了提高低豐度蛋白的分辨率,本研究通過Mg/NP-40與0、15%、17.5%、20%終濃度的PEG分別對紫花苜蓿葉片蛋白進(jìn)行了分級提取,并篩選適合紫花苜蓿葉片低豐度蛋白提取的PEG濃度。結(jié)果表明,終濃度為17.5%的PEG能夠有效去除大部分高豐度蛋白R(shí)uBisCO,提高差異蛋白質(zhì)點(diǎn)的檢測率,最適合紫花苜蓿葉片低豐度蛋白的提取,以此建立了紫花葉片低豐度蛋白的提取方法。4.對紫花苜蓿葉片的全蛋白和低豐度蛋白進(jìn)行了分別提取,通過雙向凝膠電泳和質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)對兩種苜蓿響應(yīng)低溫的差異蛋白質(zhì)組進(jìn)行了研究。低溫脅迫下,在兩種紫花苜蓿中共鑒定出表達(dá)量發(fā)生1.5倍以上改變的差異蛋白點(diǎn)67個(gè)。通過生物信息學(xué)分析,根據(jù)蛋白質(zhì)的功能將其進(jìn)行分類:與光合作用相關(guān)蛋白占42%,與能量代謝相關(guān)蛋白占18%,與響應(yīng)脅迫和氧化還原相關(guān)蛋白占13%,與生物合成相關(guān)蛋白占13%,與蛋白質(zhì)加工相關(guān)蛋白占9%,未知功能蛋白占5%。5.低溫脅迫下,肇東苜蓿中有49個(gè)蛋白質(zhì)的表達(dá)量發(fā)生改變,其中15個(gè)蛋白質(zhì)也參與WL525HQ的低溫應(yīng)答,但變化的方式與肇東苜蓿并不相同;其余34個(gè)蛋白質(zhì)僅在肇東苜蓿中響應(yīng)低溫脅迫,在WL525HQ中蛋白表達(dá)量并不發(fā)生變化。低溫脅迫初期(12 h),肇東苜蓿中有47個(gè)蛋白質(zhì)表達(dá)量變化在1.5倍以上;脅迫7 d時(shí),20個(gè)蛋白質(zhì)表達(dá)量改變,一半以上的蛋白質(zhì)表達(dá)趨于穩(wěn)定,不再變化。6.低溫脅迫下,WL525HQ中有24個(gè)蛋白質(zhì)的表達(dá)量發(fā)生改變,其中9個(gè)蛋白質(zhì)表達(dá)量僅在WL525HQ中發(fā)生改變。另有9個(gè)點(diǎn)在WL525HQ并不隨溫度變化而改變,但始終保持較高的表達(dá)量。低溫脅迫初期(12 h)有20個(gè)蛋白質(zhì)表達(dá)量變化在1.5倍以上;脅迫7 d時(shí),22個(gè)蛋白質(zhì)表達(dá)量改變。7.對參與光合作用、能量代謝、響應(yīng)脅迫及氧化還原、生物合成、蛋白質(zhì)加工和未知功能蛋白的6個(gè)差異蛋白在mRNA水平進(jìn)行驗(yàn)證,肇東苜蓿和WL525HQ中,轉(zhuǎn)錄水平與蛋白質(zhì)水平表達(dá)趨勢一致的蛋白占驗(yàn)證蛋白總數(shù)的50%和66.7%。肇東苜蓿中,RuBisCO大亞基、烏頭酸水合酶、真核翻譯起始位點(diǎn)的蛋白水平表達(dá)量變化與其基因水平呈高度線性相關(guān);WL525HQ中,RuBisCO大亞基、單脫氫抗壞血酸還原酶、肉桂酰輔酶A轉(zhuǎn)移酶、真核翻譯起始因子的蛋白表達(dá)量變化與基因水平呈高度線性相關(guān)。
【關(guān)鍵詞】：紫花苜蓿 低溫脅迫 RuBisCO 蛋白質(zhì)組
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：S541.9
【目錄】：

• 摘要11-13
• Abstract13-16
• 第1章 緒論16-36
• 1.1 紫花苜�？购匝芯窟M(jìn)展16-22
• 1.1.1 植物響應(yīng)低溫的生理機(jī)制16-19
• 1.1.2 紫花苜蓿的抗寒性研究19-22
• 1.2 植物蛋白質(zhì)組學(xué)研究22-34
• 1.2.1 蛋白質(zhì)組學(xué)的產(chǎn)生22-23
• 1.2.2 植物蛋白質(zhì)組學(xué)的研究技術(shù)23-25
• 1.2.3 植物響應(yīng)低溫蛋白質(zhì)組學(xué)研究進(jìn)展25-32
• 1.2.4 紫花苜蓿蛋白質(zhì)組學(xué)研究進(jìn)展32-34
• 1.3 本研究的目的意義和技術(shù)路線34-36
• 第2章 紫花苜蓿響應(yīng)低溫的生理生化研究36-54
• 2.1 試驗(yàn)材料與方法36-42
• 2.1.1 試驗(yàn)地概況36
• 2.1.2 供試材料36
• 2.1.3 試驗(yàn)試劑與儀器36-37
• 2.1.4 試驗(yàn)方法37-42
• 2.2 結(jié)果與分析42-53
• 2.2.1 紫花苜蓿農(nóng)藝學(xué)性狀42-43
• 2.2.2 低溫脅迫對紫花苜蓿葉綠素含量的影響43-44
• 2.2.3 低溫脅迫對紫花苜蓿各種抗氧化酶活性的影響44-47
• 2.2.4 低溫脅迫對紫花苜蓿細(xì)胞膜透性的影響47-48
• 2.2.5 低溫脅迫對紫花苜蓿可溶性糖含量的影響48-49
• 2.2.6 低溫脅迫對紫花苜蓿游離氨基酸含量的影響49-53
• 2.3 本章小結(jié)53-54
• 第3章 紫花苜蓿響應(yīng)低溫的差異蛋白質(zhì)組學(xué)研究54-104
• 3.1 試驗(yàn)材料與方法54-62
• 3.1.1 供試材料54
• 3.1.2 試驗(yàn)試劑與儀器54-55
• 3.1.3 試驗(yàn)方法55-62
• 3.2 結(jié)果與分析62-103
• 3.2.1 紫花苜蓿低豐度蛋白優(yōu)化結(jié)果62-66
• 3.2.2 紫花苜蓿響應(yīng)低溫的差異蛋白質(zhì)組學(xué)分析66-95
• 3.2.3 差異蛋白的RT-PCR分析95-103
• 3.3 本章小結(jié)103-104
• 第4章 討論104-118
• 4.1 供試品種的選擇104
• 4.2 PEG法提取紫花苜蓿葉片低豐度蛋白104-105
• 4.3 紫花苜蓿對低溫的響應(yīng)機(jī)制105-114
• 4.3.1 紫花苜蓿光合作用系統(tǒng)對低溫的響應(yīng)105-108
• 4.3.2 紫花苜蓿減緩能量代謝響應(yīng)低溫脅迫108-110
• 4.3.3 紫花苜蓿抗氧化還原系統(tǒng)對低溫的響應(yīng)110-112
• 4.3.4 紫花苜蓿生物合成相關(guān)蛋白對低溫的響應(yīng)112-113
• 4.3.5 紫花苜蓿蛋白質(zhì)加工相關(guān)蛋白對低溫的響應(yīng)113-114
• 4.4 兩種紫花苜蓿的抗寒差異性分析114-116
• 4.4.1 肇東苜蓿對低溫脅迫的響應(yīng)114-115
• 4.4.2 WL525HQ對低溫脅迫的響應(yīng)115-116
• 4.5 差異蛋白表達(dá)量驗(yàn)證116
• 4.6 本研究的創(chuàng)新點(diǎn)及展望116-118
• 結(jié)論118-119
• 參考文獻(xiàn)119-134
• 附錄134-137
• 攻讀博士期間發(fā)表的論文137-139
• 致謝139

【參考文獻(xiàn)】

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 鄧綱;苧麻響應(yīng)N、P、K虧缺差異蛋白質(zhì)組學(xué)研究[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2014年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 劉嘯然;苗期低氮處理對水培黃瓜生長及AsA代謝相關(guān)酶活性的影響[D];中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院;2011年

  本文關(guān)鍵詞：紫花苜蓿響應(yīng)低溫的差異蛋白質(zhì)組學(xué)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

，

本文編號(hào)：324477