文档介绍：福建师范大学
硕士学位论文
卷柏干旱生理基础及差异蛋白质组学研究
姓名:魏琳
申请学位级别:硕士
专业:植物学
指导教师:陈由强
20060401
摘要以复苏植物——卷柏Q芯慷韵螅用植物生理生态学理论和方法,研究其在ァァト志醇,浓度模拟干旱胁迫处理下的生理变化情况。进而应用蛋白质组学方法探究其在干旱胁迫条件下蛋白质组的变化,旨在探索卷柏抗旱逆境生理与所产生的蛋白质之问的关系,为从分子水平揭示卷柏抗旱机制奠定基础。同时也对双向聚丙烯酰胺凝胶电泳系统进行了优化。本论文测定了卷柏叶片在不同浓度珊敌财却硐碌母彼岷勘浠约叶片质膜透性、超氧化物歧化酶凸趸锩的活性随ǘ群褪奔进程的变化。通过多种条件的组合与优化,建立了一整套从卷柏叶片中提取总蛋白质的方法,同时以双向电泳为研究手段,以银染分析出对照与干旱处理下卷柏的差异蛋白质,并采用考马斯亮兰染色法富集差异点,总共分离并检测到个蛋白质差异点样品,根据肽质量指纹图谱检测结果及检索数据库初步鉴定出其中的个蛋白质点,其它个为未知的新蛋白。并进一步探讨了所鉴定出的龅鞍字试诟旱胁迫中的生理功能。关键词卷柏;复苏植物;干旱胁迫:生理;聚乙二醇;双向电泳;蛋白质组
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中文文摘研究对象:卷柏谌缈谒琒为多年生草本,蕨类卷柏科戆厥植物。有水分供应时色泽浓绿,干旱时像枯死了一样。植株向内卷成一团,颜色枯黄。但它在相当长时间里保持生命,一旦遇水,便会返绿,植株伸展,因此民间称为“还魂草”,,卷柏是抗旱研究中一种优秀而且不可多得的种质资源。本研究以卷柏为材料,研究其在干旱胁迫下的生理变化情况及差异蛋白质组学,并对这些差异蛋白进行鉴定,从而推测出卷柏的抗早机制。研究背景:水是生命的源泉夜怨庞信┭璧溃骸坝惺瘴奘赵谟谒斩嗍少在于肥”且磺猩锢狄陨娴幕。壳八试炊倘苯鞘澜缥蠢捶⒄沟头等重要限制因子。我国的人均占有水资源量仅为世界人均量的四分之一,,其中耕地面积占全部耕地的三分之一。干旱不仅限于在干旱半干旱地区发生,世界任何地方——包括湿润地区也出现季节性干旱。据统计,全均每年受早面积达万苯釉斐闪甘臣跏亿埏以上,约占各种自然灾害造成粮食损失的%,,世纪全球开展了为水而战的“蓝色革命”ü灾参锉旧硭痹诘抗旱性的认识,通过基因工程寻找植物改良途径等,来改造我们的生态环境。随着功能基因组学的兴起,蛋白质组研究目前已成为后基因组时代的标志性技术,广泛用于生物医学及制药领域,、小麦或其它一些草本植物,对在蕨类植物中的应用报道较少,而卷柏受干旱胁迫后蛋白的变化情况则从未见报道。研究目的:本课题应用植物生理生态学的理论方法,测定卷柏在不同ǘ模拟干旱胁迫处理下的生理变化情况,以及结合蛋白质组学的研究方法和手段,从蛋白质的角度来研究植物抗旱性,探求卷柏在干旱胁迫下蛋白质组的变化、寻找其相关抗性蛋白、了解植物在逆境中生存的生态适应机制,从而为植物的抗旱性育种的研究打下良好的基础。与此同时,也对卷柏叶片总蛋白制备方法及籇缬咎逑到辛擞呕灰彩状●,~
论证蛋白质组学技术用于卷柏生理、生态问题研究的可行性及优越性。研究方法:芤鹤魑H嗣窃诮兄参锷感财妊芯恐幸桓龀S枚冶冉侠想的系统,本实验选用了杓屏%、%、%个梯度浓度、鍪奔梯度对卷柏进行了模拟于早胁迫,分别运用茚三酮比色法、电导法、氮蓝四唑光化还原法和愈创木酚法,测定了卷柏叶片脯氨酸含量变化以及质膜透性、超氧化物歧化酶凸趸锩的活性随ǘ群褪奔浣痰谋浠此外,结合蛋白质组学研究方法和手段对卷柏在干旱胁迫下的差异蛋白质组学进行研究。由于卷柏富含的酚和醌类物质对蛋白质双向电泳干扰很大,因此本文选用标准的蛋白质提取方案——3恋矸ù泳戆匾镀刑崛∽艿鞍祝辉擞昧槊度较高的法定量蛋白质;比较了两种裂解液对籇分票傅挠帕樱徊用硝酸银染色法、图像分析软件找到差异蛋白质点后,再通过胶体考染法富集差异目的点;将目的蛋白从凝胶上切下后用胰酶消化,通过猅—做进一步的肽质量指纹图谱分析凰檬萃ü齅数据库检索快速鉴定蛋白质及其功能。研究结论:通过对卷柏在干旱胁迫下的生理指标的测定,得出脯氨酸含量、叶片质膜相对透性、超氧化物歧化酶钚浴⒐趸锘活性都与度以及处理时间呈正相关。其中,超氧化物歧化酶钚浴⒐趸锘活性随着胁迫时间的延长达到最高值,随后酶活性逐渐下降。复水后,所测定的三个生理指标都有下降趋势,说明卷柏的生理状态得到了恢复,,在运用蛋白质组学方法和技术研究卷柏干旱胁迫下的差异蛋白质组学中,鉴定出值鞍字时泶锪吭黾印种蛋白