水稻葉片衰老過程生理變化及蛋白質(zhì)降解與蛋白酶活性變化研究.pdf

1、葉片是作物最主要的光合作用器官，其生長、發(fā)育和衰老的分子機理研究與作物產(chǎn)量密切相關。但在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，由于葉片早衰造成許多作物減產(chǎn)，有些水稻品種由于存在葉片和根系早衰而造成結(jié)實率偏低、空秕率較高，影響了其產(chǎn)量潛力的發(fā)揮。在衰老期間植物成熟葉片內(nèi)積累的大量蛋白質(zhì)被特定的蛋白酶降解，產(chǎn)生的游離氨基酸從葉片轉(zhuǎn)移至其他生長旺盛的部位，參與氮的再分配，這對于植株的正常發(fā)育和繁殖是必須的。植物衰老過程中蛋白酶合成量的增加及其活性上升是導致蛋白質(zhì)降解速

2、率加快的主要原因。蛋白酶也降解了一些參與光合作用的關鍵酶和結(jié)構(gòu)蛋白，使得同化作用衰退，蛋白含量減少，從而降低了農(nóng)作物產(chǎn)量。
　　 本實驗以秈稻93-11及其兩個突變體品種抽穗后的完全展開葉片為實驗材料，并采取離體倒三葉作了對照、暗處理、不同濃度糖處理、ABA處理以及6-BA處理等6種處理，以葉綠素含量、MDA含量、反映植物抗自由基傷害的過氧化物酶等活性作為指標分析葉片衰老過程中的變化。同時采用考馬斯亮藍R-250及改進的SDS-

3、Gelatin-PAGE方法，進行蛋白降解與蛋白酶活性分析，并研究了不同前處理溫度、不同pH對衰老過程中蛋白酶活性的影響。
　　 實驗結(jié)果如下：
　　 (1)三個基因型的葉綠素含量呈逐漸下降趨勢，TM274和TM313的葉綠素含量在衰老后期明顯低于野生型9311；三者MDA含量逐漸升高，TM313的上升幅度最大，TM274反而并不顯著；三者POD活性先升高后下降，衰老后期TM313和TM274的POD活性明顯高于野生型9

4、311；三者CAT活性均呈下降趨勢。TM313與野生型93-11相比表現(xiàn)出早衰趨勢，而TM274的早衰趨勢并不顯著。
　　 (2)離體誘導衰老的結(jié)果表明，三個基因型的葉綠素含量對于暗誘導的敏感度較高，但是對蔗糖誘導卻不敏感，所得出的結(jié)果與表型變化相一致；MDA含量及POD、CAT活性對暗誘導和ABA誘導不敏感，但是對蔗糖誘導敏感，且對5％蔗糖溶液更為敏感。
　　 (3)離體葉片衰老的葉綠素含量、MDA以及CAT活性變化結(jié)

5、果表明，外源6-BA的施加在一定程度上延緩了葉片衰老，但是這種延緩作用并不顯著。而在6-BA處理中POD的活性與對照相比無顯著變化，沒有延緩葉片衰老的趨勢。
　　 (4)三個基因型的可溶性蛋白含量呈逐漸下降趨勢。三個基因型葉片自然衰老過程中顯示出A～E共6條蛋白酶條帶，分子量分別為＞116kD、100kD、55kD、43 kD、40 kD，并且這些條帶活性逐漸增加；位于43kD的D條帶在TM274和TM313中的活性較弱。暗處理