小麥對鎘脅迫應答機理的蛋白質組學研究.pdf

1、隨著現代工業(yè)化的發(fā)展和人類活動的增加,土壤重金屬污染已成為農業(yè)生產過程中的一個嚴重威脅,它不僅造成農作物產量下降,且在農產品中的積累還會帶來嚴重的食品安全問題。鎘(Cd)是一種生物非必需元素,流動性大,易被植物吸收、積累而進入食物鏈。小麥是我國的重要糧食作物,深入了解小麥對重金屬的應答機理,具有重要的理論和實踐意義。
　　 以二維電泳、質譜為核心技術的蛋白質組學分析是功能基因組學研究中一種重要的手段,已在遺傳學、生理學、病理學等

2、多個領域得到了廣泛的應用。本研究采用蛋白質組學研究手段結合生理指標測定,以揚麥15(Triticum aestivum L.cv.Yangmai 15)為材料,分離鑒定鎘脅迫下差異表達的蛋白,構建了小麥鎘脅迫響應蛋白表達譜,解析了小麥鎘脅迫條件下生理響應與耐受機制。主要研究結果如下:
　　 1.以未添加CdCl2的營養(yǎng)液培養(yǎng)的小麥幼苗為對照,比較10、100、200μMCd2+處理1周后,小麥生長和生理指標的差異。實驗發(fā)現:鎘(

3、10-200μM)處理后,小麥幼苗的生長受抑制、葉綠素含量下降、過氧化氫和丙二醛積累量增加;抗氧化酶SOD、POD、CAT的酶活在低濃度鎘處理時,表現出一定的上升趨勢,高濃度鎘處理則抑制酶活性。
　　 2.對OμM和100μM濃度Cd處理后小麥幼苗葉片的蛋白表達圖譜進行差異分析,得到了43個在鎘處理前后表現出1.5倍表達水平差異的蛋白質點。通過質譜分析和數據庫檢索,對其中的21個蛋白質點進行了鑒定;10個蛋白質點上調表達,11個

4、蛋白質點下調表達。其中與光合作用相關的蛋白,如ribulose-1,5-bisphosphate、carboxylase/oxygenase、putative oxygen-evolVing complex precursor等表現出下調表達;而superoxide dismutate、ascorbate peroxidase等與氧化脅迫相關的蛋白則表現出上調表達。
　　 3.小麥幼苗根部蛋白表達圖譜差異分析結果顯示,鎘處理后4

5、6個蛋白質點的表達豐度表現出1.5倍水平變化。通過質譜分析和數據庫檢索對其中的25個蛋白點進行了鑒定;19個蛋白質點上調表達,6個蛋白質點下調表達。S-adenosylmethionine synthetase、glutathione transferase及dehydroascorbate reductase等與含硫氨基酸代謝、抗氧化脅迫相關的蛋白質點表現出上調表達。Tubulin、triosephosphateisomerase等蛋