不同玉米骨干自交系氮素利用的差異蛋白質(zhì)組學(xué)初步研究.pdf

1、玉米(ZeamaysL)是世界上最重要的食糧之一，平均單產(chǎn)居首位。就目前全球情況而言，增加氮肥的施用量是提高玉米產(chǎn)量的一條重要措施。然而氮肥施用只能在一定程度上增加其產(chǎn)量，施用過量不但給生產(chǎn)者帶來更多的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，而且?guī)韲?yán)重的環(huán)境問題。我國西南地區(qū)玉米主要種植于較貧瘠的土壤中。因此研究玉米的骨干自交系，尤其是對(duì)氮素反應(yīng)敏感度不同的自交系，氮素利用差異的機(jī)理，有利于搞清楚玉米耐低氮品種在低氮脅迫下啟動(dòng)應(yīng)急的機(jī)制，從而為選育高肥料利用效率品

2、種奠定基礎(chǔ)。 本研究選取在育種中廣泛應(yīng)用玉米骨干自交系耐瘠薄的黃早四和不耐瘠薄的Mol7為材料。研究二者在無土栽培條件下以硝酸鈣為唯一氮源且施氮濃度梯度為Ommol/L、2mmol/L、4mmol/L、8mmol/L下株型、干物質(zhì)積累差異，并以雙向電泳技術(shù)分別研究在上述栽培條件下黃早四、Mol7葉片蛋白質(zhì)組表達(dá)的差異，得到以下結(jié)論： 1.黃早四在前期的營養(yǎng)生長(zhǎng)中株高葉面積不如Mol7，干物質(zhì)積累量也比Mol7少，但是在后

3、期成熟時(shí)的干物質(zhì)積累總量和Mol7相當(dāng)，生殖生長(zhǎng)的干物質(zhì)積累比Mol7多，并且每個(gè)生長(zhǎng)時(shí)期黃早四在不同施氮水平間的差異表現(xiàn)均沒有Mol7明顯，黃早四在4mmol/L時(shí)能夠獲得與8mmol/L相近的生物學(xué)產(chǎn)量，據(jù)此推斷黃早四比Mol7更具有耐瘠薄的特點(diǎn)。 2.黃早四、Mol7在苗期和拔節(jié)期的各個(gè)施氮水平葉片表達(dá)的蛋白質(zhì)組進(jìn)行雙向電泳分析，檢測(cè)到各個(gè)時(shí)期Mol7表達(dá)的蛋白點(diǎn)均少于黃早四。這可能與黃早四比Mol7更耐瘠薄有關(guān)。分別分析

4、相同自交系同一時(shí)期不同施氮水平的雙向電泳圖譜，對(duì)其中28個(gè)差異表達(dá)的蛋白點(diǎn)進(jìn)行肽質(zhì)量指紋圖譜分析，結(jié)果表明28個(gè)蛋白中包括了大量的未知蛋白，其中27個(gè)蛋白點(diǎn)與玉米以外的其他植物種屬同源。 3.黃早四和Mol7拔節(jié)期均檢驗(yàn)到1，5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶大亞基且這一蛋白的表達(dá)量在黃早四和Mol7中均隨著施氮濃度的增加呈上升的趨勢(shì)。在相同施氮水平下黃早四1，5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶大亞基表達(dá)量高于Mol7，這可能是黃早四比

5、Mol7更耐低氮脅迫的原因之一。 4.在黃早四苗期和Mol7的拔節(jié)期均檢測(cè)到了半胱氨酸蛋白酶抑制蛋白，證明半胱氨酸蛋白酶抑制蛋白作為一種逆境誘導(dǎo)蛋白，對(duì)玉米氮素脅迫起作用。在黃早四苗期中半胱氨酸蛋白酶抑制蛋白隨著施氮濃度的增加表達(dá)量呈獻(xiàn)上升的趨勢(shì)，而Mol7拔節(jié)期的情況正好相反。這可能是黃早四對(duì)施氮水平較Mol7不敏感的原因。 5.在Mol7拔節(jié)期檢測(cè)到抗病基因編碼的一類NBS-LRR蛋白，這種蛋白首次在玉米的氮素脅迫中