低溫脅迫對甘蔗葉綠體蛋白質(zhì)及其相關(guān)基因表達的影響.pdf

1、甘蔗是中國乃至世界第一大糖料作物，廣西是我國主要的糖料主產(chǎn)區(qū)，甘蔗糖業(yè)是廣西重要的經(jīng)濟支柱產(chǎn)業(yè)之一。甘蔗是喜溫作物，然而近年來極端低溫天氣頻繁出現(xiàn)，使甘蔗生產(chǎn)受到嚴重的影響，造成重大的經(jīng)濟損失。
　　 本試驗以抗寒性較強的桂糖28號和抗寒性較弱的新臺糖22號為材料，以常溫(28℃)為對照，研究低溫(0-4℃)脅迫對抗寒性不同的甘蔗品種葉綠體蛋白質(zhì)表達的影響。運用單向及雙向電泳技術(shù)分析不同天數(shù)的低溫脅迫甘蔗葉綠體蛋白質(zhì)的表達變化情

2、況，通過實時熒光定量PCR技術(shù)分析低溫脅迫對相關(guān)基因的差異表達，從蛋白質(zhì)水平和mRNA水平探討了低溫脅迫對甘蔗葉綠體的影響，以期為甘蔗抗寒的分子機理研究提供理論依據(jù)。取得的結(jié)果如下：
　　 1.單向電泳結(jié)果發(fā)現(xiàn)，低溫脅迫后甘蔗葉綠體蛋白質(zhì)發(fā)生了顯著的變化。兩個抗寒性不同的甘蔗品種的葉綠體蛋白質(zhì)相對含量都隨著脅迫時間的延長而降低。其中蛋白分子量為39.92 kDa、32.95 kDa以及22.87 kDa處的蛋白條帶下降較為明顯。

3、進一步的雙向電泳結(jié)果表明，兩個甘蔗品種在低溫處理后，下調(diào)的蛋白明顯多于上調(diào)蛋白，特別是到處理24 d時，多數(shù)蛋白點已經(jīng)明顯降解，且新臺糖22號下降幅度大于桂糖28號。選10個差異比較明顯的蛋白點進行質(zhì)譜分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這些差異蛋白涉及到葉綠體光能的吸收，電子傳遞和能量合成環(huán)節(jié)。這說明低溫脅迫使光合作用受到抑制，進而影響甘蔗光合效率，阻礙苗期甘蔗的正常生長。
　　 2.利用基因克隆技術(shù)成功克隆出了ATP合酶γ亞基、放氧蛋白1和光系統(tǒng)

4、Ⅱ23kDa蛋白三個差異蛋白的基因片段，它們的基因片段名稱為atpC、PsbO和PsbP。它們的基因片段長度分別為937 bp，996 bp，721 bp，其中放氧蛋白1的基因片段是整個開放閱讀框，已經(jīng)在GenBank數(shù)據(jù)庫上注冊，登錄號為JQ898540。
　　 3.利用實時熒光定量PCR技術(shù)分析了這三個基因的表達。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，低溫脅迫抑制了atpC基因的表達，而誘導(dǎo)了PsbO和PsbP基因的表達。并且兩個不同的甘蔗品種表達變化