耐高溫水稻資源高溫誘導(dǎo)表達(dá)蛋白鑒定與分析.pdf

1、隨著工業(yè)化的發(fā)展，全球氣候變暖對作物的生長發(fā)育、產(chǎn)量和品質(zhì)產(chǎn)生很大影響。水稻是我國最重要的糧食作物，研究氣候變暖條件下水稻的的遺傳生理基礎(chǔ)，對評價耐高溫品種資源、指導(dǎo)耐高溫品種選育和水稻生產(chǎn)應(yīng)用有重要意義。目前在耐高溫資源和育種后代評價與選擇、遺傳研究中多采用開花期自然高溫結(jié)實性作為評價指標(biāo)，但由于水稻資源或遺傳群體間生育期的差異大、品種生理基礎(chǔ)不一致，結(jié)實性受限因素多，難以獲得客觀的研究結(jié)果。所以從生長、生理狀態(tài)相對一致的苗期或營養(yǎng)生

2、長期尋找與開花期耐高溫性密切相關(guān)的內(nèi)在生理反應(yīng)差異指標(biāo)，有可能形成一種檢測水稻資源的耐高溫性評價方法。本研究結(jié)合苗期的高溫生理表現(xiàn)和開花期高溫結(jié)實率的情況，對不同類型水稻資源的耐高溫性進(jìn)行了評價，從中選出耐熱性不同的三個品種進(jìn)行葉片高溫表達(dá)蛋白的鑒定分析，旨在從苗期高溫誘導(dǎo)表達(dá)蛋白方面找出鑒定品種耐熱性的實驗室鑒定方法。
　　 1.苗期高溫生理基礎(chǔ)研究及開花期高溫結(jié)實率調(diào)查
　　 對N22、蜀恢527、特秈粘、9311、

3、綿恢725和桂99等六個品種苗期進(jìn)行不同溫度處理，分析根和葉片的脯氨酸含量、丙二醛含量、過氧化氫含量、電導(dǎo)率、根細(xì)胞質(zhì)完整性等生理指標(biāo)，結(jié)果表明高溫對水稻的影響主要發(fā)生在葉片，不同品種對高溫處理的敏感性存在差異，但各指標(biāo)間相關(guān)性不明顯。
　　 苗期不同高溫處理后的生長狀態(tài)與存活率結(jié)果表明4葉期47℃高溫處理2天可鑒定不同品種苗期耐高溫性差異，耐熱性強(qiáng)弱順序為N22＞桂99＞9311＞蜀恢527＞綿恢725＞特秈粘。存活率與葉片脯

4、氨酸含量等生理指標(biāo)相關(guān)，但線性關(guān)系不明顯。
　　 開花期高溫處理后的結(jié)實率高低依次為N22＞桂99＞蜀恢527＞9311＞特秈粘＞綿恢725，結(jié)果與苗期耐高溫性基本一致。
　　 2.水稻葉片高溫表達(dá)蛋白雙向電泳分析
　　 選擇耐高溫性差異明顯的N22、蜀恢527和特秈粘作為高溫處理下葉片蛋白質(zhì)表達(dá)差異研究材料，經(jīng)改良的蛋白質(zhì)雙向電泳分析和主要差異蛋白進(jìn)行質(zhì)譜鑒定，獲得不同品種苗期葉片不同溫度下的蛋白質(zhì)表達(dá)差異譜。

5、
　　 共鑒定出23個差異蛋白點(diǎn)，其中有13個點(diǎn)得到質(zhì)譜鑒定可信，在這13個點(diǎn)中N22有5個，特秈粘4個，蜀恢527有4個。功能分類分別屬于熱激蛋白，Rubisco結(jié)合蛋白，萌發(fā)素樣1蛋白和翻譯延伸因子EF-Tu調(diào)節(jié)蛋白。其中Rubisco類的蛋白，在耐高溫品種N22和蜀恢527中呈高溫上調(diào)表達(dá)，在高溫敏感品種特秈粘中呈高溫下調(diào)表達(dá)；熱激蛋白HSP70和HSP20在耐高溫品種N22中呈高溫誘導(dǎo)表達(dá)。萌發(fā)素樣蛋白1在所有品種中均表

6、現(xiàn)出下調(diào)表達(dá)，但在特秈粘中高溫表達(dá)下調(diào)達(dá)顯著水平。
　　 對耐高溫品種N22中幾個目標(biāo)蛋白點(diǎn)的表達(dá)量進(jìn)行42℃、45℃和47℃的溫度梯度的縱向比較發(fā)現(xiàn)：對于Rubisco亞基α亞基結(jié)合蛋白(F20)、Rubisco亞基β亞基結(jié)合蛋白(F21)都是先升高后降低，在45℃達(dá)到最高值，47℃又大幅下降，可能是因為47℃屬于極端脅迫溫度，葉片很多都已經(jīng)萎蔫，光合系統(tǒng)基本處于崩潰狀態(tài)，所以蛋白活性大大降低；對于萌發(fā)素樣蛋白1(G3)表達(dá)量