干旱胁迫下香蕉幼苗蛋白质组学分析

[目的]研究干旱胁迫下香蕉蛋白表达情况,为探索香蕉的抗旱分子机制提供理论依据.[方法]以桂蕉1号组培苗叶片为材料,对其进行干旱胁迫处理,运用iTRAQ结合液相色谱—质谱联用(LC-MS-MS)技术对其差异蛋白进行检测,并通过生物信息学分析对香蕉叶片蛋白质组进行鉴定.[结果]从干旱胁迫处理的组培苗叶片中共鉴定出1655种蛋白,其中获得定量信息的蛋白有1023种,差异表达蛋白78种,包括上调蛋白32种和下调蛋白46种.GO生物进程分析结果表明,78种差异表达蛋白参与了细胞过程、代谢过程、响应刺激胁迫过程及单有机体过程等多个生物进程.GO分子功能分析结果表明,上调蛋白主要具有催化活性功能、结合功能、抗氧化活性和功能调节;下调蛋白主要具有催化活性功能和结合功能.GO富集分析结果显示,上调蛋白主要参与过氧化氢反应、活性氧反应等;下调蛋白主要参与淀粉代谢、二糖代谢、蔗糖代谢、寡糖代谢、细胞碳水化合物生物合成等多个碳素代谢进程,且其主要是质外体、胞外区、类囊体等部位的组分,参与1,6-二磷酸果糖1-磷酸酶反应、蔗糖磷酸酶反应及碳水化合物磷酸酶反应等.在氮素代谢过程中,参与甘氨酸代谢的丝氨酸羟甲基转移酶(SHMT)在线粒体中的含量明显下降,而参与活性氧代谢的过氧化氢酶(CAT)含量明显上升.[结论]干旱胁迫下香蕉的表达蛋白种类及数量发生明显变化,且其抗旱机制是多种蛋白质共同作用的结果,主要通过调节物质和能量代谢及应激活动来发挥作用.     

干旱胁迫下蒙古冰草的蛋白质组学分析

蒙古冰草(Agropyron mongolicum Keng)是禾本科冰草属多年生草本植物,对干旱、寒冷及风沙具有很强的抵抗力,是干旱草原和荒漠地带的重要牧草。iTRAQ(isobaric tags for relative and absolute quantification)技术即同位素相对标记与绝对定量技术,是近年来最新开发的一种新的蛋白质组学定量研究技术,具有分离能力强、定量结果可靠、灵敏度高、可检测出低丰度蛋白等特点。以蒙古冰草为材料进行干旱处理12d后复水处理,分别在处理0,4,8,12,16d取样,利用iTRAQ技术分析蒙古冰草叶片在干旱胁迫及复水处理下蛋白质组学的变化,并进行生物信息学分析,研究结果表明:在干旱情况下持续上调的蛋白15个,持续下调的蛋白6个,在干旱复水处理中发现有1个基因(Q40001)是在干旱处理中处于下调状态,但是在复水处理后处于上调状态,通过查询蛋白的注释信息发现,该蛋白是一种镁离子螯合酶,其含量的变化与叶绿素的变化趋势相符。     

草地早熟禾不同品种干旱胁迫下HVA1抗旱基因表达分析

根据大麦(Hordeum valgare)HVA1抗旱基因(X78205)的mRNA序列设计引物,提取干旱胁迫下草地早熟禾叶片中的RNA,以反转录后的cDNA为模板,进行PCR反应,扩增产物经回收、连接、转化和酶切鉴定为阳性重组子,其序列长度为324bp。经比较,与大麦HVA1基因序列的同源性达到79.27%,表明所克隆的基因序列为草地早熟禾HVA1基因部分序列。     

淹水胁迫条件下玉米苗期叶片蛋白质组学分析

采用双向电泳技术(2-DE)研究玉米苗期受淹后叶片的蛋白质组学差异,以进一步阐明玉米对淹水胁迫的响应机制。玉米种植10 d后进行72 h淹水处理,提取叶片总蛋白质、采用2-DE,利用图像分析,获得12个差异蛋白点。经鉴定得到9种蛋白质,这些蛋白质分别参与光合作用、氨基酸代谢、防御与胁迫和碳水化合物代谢等多个代谢过程。其中,参与光合作用、蛋白质折叠和氨基酸代谢的蛋白质表达基本被负调,而参与淀粉生物合成的2个蛋白质均上调。这说明淹水胁迫抑制了玉米的光合作用,而玉米植株则可能通过提高淀粉生物合成增加有机物质储备,从而有利于植株恢复。玉米对淹水胁迫的适应是一个复杂的生物过程,涉及到多种蛋白质的相互作用,构成了一个复杂的调控网络。     

在干旱胁迫下有性四倍体木薯叶片的蛋白质组学研究

为了研究木薯(Manihot esculenta Crantz)有性四倍体的抗旱性,笔者以木薯有性四倍体为供试材料,其母本华南5号(SC5)为对照材料,通过比较在干旱胁迫下木薯的叶片形态和叶片中丙二醛含量、游离脯氨酸含量、超氧化物歧化酶活性等生理生化指标,发现有性四倍体较SC5具有更强的抗旱性.对供试木薯材料进行干旱处...     

马铃薯响应低温胁迫的蛋白质组学分析

为探究马铃薯在蛋白质组学水平上对低温胁迫的响应机制,对耐低温品种‘DR-2’与低温敏感品种‘费乌瑞它’组培苗叶片蛋白质组学进行分析。结果表明,鉴定到肽段282 790个,唯一性肽段19 099个,蛋白质4 471个。通过Label-Free技术对叶片差异表达蛋白分析表明,低温胁迫下‘DR-2’中有38个显著差异蛋白,‘费乌瑞它’中有72个显著差异蛋白。筛选出代谢通路差异蛋白13个,包括代谢相关蛋白5个,光合作用相关蛋白3个,防御相关蛋白2个,运输相关蛋白3个。Pathway富集分析结果表明低温胁迫处理下,分布在光合作用、能量代谢通路中的3-磷酸甘油醛脱氢酶、钙网蛋白、热激蛋白、肌醇-3-磷酸合酶在叶片中差异表达,该结果对研究马铃薯低温响应机制具有一定参考价值。     

杨树干旱胁迫应答蛋白质组学研究进展

杨树是主要的经济树种,也是林木基因工程的重要模式植物。干旱胁迫是限制杨树生长的主要因素之一,研究杨树响应干旱胁迫的分子机制具有重要意义。近年来,随着杨树基因组测序工作的完成,高通量蛋白质组学技术在杨树干旱应答机理研究中被广泛应用。本文整合分析了已经报道的参与杨树叶片和形成层干旱胁迫应答的78种非冗余蛋白质的信息,为深入揭示杨树干旱胁迫响应的分子网络调控机制提供了新的线索。     

马铃薯干旱胁迫研究进展

干旱是农业生产不可避免的自然灾害,干旱会影响马铃薯生长发育、产量和品质。综述了国内外马铃薯干旱研究情况,论述了马铃薯抗旱机制,以及马铃薯抗旱分子生物学方面的研究进展,提出马铃薯干旱胁迫研究中存在的问题及今后的研究方向,为马铃薯抗旱研究提供理论依据,为实现马铃薯高产、优质、高效奠定基础。     

伸长后期干旱胁迫下不同甘蔗品种的抗旱差异评价

[目的]研究桂塘02-208等4个引进甘蔗品种的抗旱性。[方法]以西大引7号、西大引11号、西大引12号、桂糖02-208等4个引进品种及ROC22(抗旱性较强)和ROC16(抗旱性较弱)2个对照品种为供试材料,采用桶栽和人工控水的方法,以正常供水处理为对照,研究伸长后期干旱胁迫对甘蔗生理指标、产量性状和工艺品质的影响,运用模糊数学中的隶属函数法对各品种的抗旱性进行综合评判。[结果]干旱胁迫下甘蔗叶片膜透性、丙二醛含量、脯氨酸含量显著升高,不同品种的升幅不同;伸长后期干旱胁迫导致蔗株变矮,蔗茎产量降低;伸长后期干旱胁迫还导致甘蔗成熟推迟,蔗糖分降低、还原糖分增加,造成甘蔗工艺品质变劣。[结论]根据隶属函数的计算结果,各品种抗旱性强弱顺序:ROC22>西大引11号>西大引7号>西大引12号>ROC16>桂糖02-208。     

干旱胁迫下树木的抗旱机理与抗旱造林技术

干旱严重阻碍树木的生长发育,随着全球干旱化区域的扩大与强度的增强,对水分胁迫如何影响树木的机理研究日趋重要。总结了国内外对树木抗旱性的研究进展,详细介绍了树木水分生态相关指标的主要研究方法,从树木的形态和解剖特征两方面阐述了树木对水分胁迫的响应,描述了水分胁迫下树木光合作用、蒸腾作用、水分利用效率及活性氧酶促保护系统与渗透调节物质的相应变化,简单总结介绍了几种抗旱造林技术及研究现状,提出了水分胁迫研究的方向和热点领域。     

干旱胁迫对马铃薯叶片膜保护酶系统的影响

利用盆栽和控制土壤含水量的方法,在马铃薯盛花期进行干旱胁迫,研究了干旱胁迫对马铃薯不同品种叶片膜保护酶系统的影响。结果表明,马铃薯叶片RWC(相对含水量)、脯氨酸、可溶性蛋白、MDA含量以及CAT、POD、SOD活性在干旱胁迫后发生了变化。其中RWC、脯氨酸、可溶性蛋白、MDA含量和CAT活性经干旱胁迫后均上升,而POD活性均降低,SOD活性变化不一致。马铃薯不同品种叶片膜保护酶系统对干旱胁迫反应的差异反映其抗旱能力的差异。     

干旱胁迫下红麻叶片的差异蛋白表达分析

【目的】研究耐旱性高的红麻品种在干旱胁迫条件下的蛋白质表达,揭示红麻耐旱性的生理机制。【方法】以鉴定出的耐旱性红麻品种GA42为材料,在苗期（五叶期）设置正常供水与控水比较试验,运用双向电泳分析红麻在干旱胁迫和正常供水条件下叶片蛋白质组的动态变化。【结果】对2-DE图谱分析后发现,在干旱胁迫下出现65个差异表达蛋白质点,选用表达量明显上调的9个蛋白质点,通过MALDI-TOF-TOF MS分析和数据库检索,鉴定出6个差异表达蛋白的功能,分别是2个核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶（Rubisco）或其大亚基（所有植物进行光合碳同化的关键酶）、1个Rubisco活化酶（广泛存在于植物中调节Rubisco活性的酶）、1个二甲基萘醌甲基转移酶（一种参与甲基转移反应的辅酶）、1个推定的胞质型谷氨酰胺合成酶（参与高等植物氨同化过程的关键酶）、1个ATP合酶β亚基（在活性细胞中起着将其它能量合成为生物能量通货-ATP的能量转换作用）。【结论】揭示了红麻GA42表现出较强的耐旱性与上述6个差异表达蛋白质点明显上调有关。     

干旱胁迫下不同胸径胡杨生理特点分析

以三个典型样地中不同胸径胡杨下部披针形叶片为实验材料,对其光合色素含量、水分含量、可溶性糖含量、脯氨酸含量、可溶性蛋白含量进行了测定.结果表明:随着水分胁迫的加剧,不同胸径胡杨类胡萝卜素、胡萝卜素/叶绿素、可溶性糖、可溶性蛋白含量均呈上升的趋势.而叶绿素b、脯氨酸含量在不同土壤水分条件下变化不同,表现为轻度胁迫时含量增加,重度胁迫时含量急剧减少.不同胸径间胡杨的各项生理指标大致表现为随着胸径的增大含量逐渐升高的趋势.研究表明:在一定的水分胁迫下,胡杨可以通过生理过程不断调整自身的抗旱能力,但当胁迫加重时,胡杨的生理活动便遭到一定程度的破坏.在5～30 cm,胸径越大的胡杨,忍受胁迫的能力越强.     

干旱胁迫下水稻和水花生的抗旱生理学

水花生既可在水中生长又可在旱地生长,具有较强的抗逆性。本研究以水花生和水稻为材料,研究了干旱胁迫第0、3、6和9天,脯氨酸(Pro)、氧自由基(O2-)产生速率、过氧化氢酶(CAT)、丙二醛(MDA)含量和相对电导率等与胁迫相关的生理指标的变化规律,旨在比较二者在干旱胁迫下的生理代谢变化及其适应性,研究其抗旱机理。结果表明,干旱胁迫下,水稻叶中MDA含量和相对电导率随胁迫时间延长而大量积累,在水花生中积累的速度远低于水稻。干旱胁迫后水稻叶中积累的Pro含量持续增加,O2-产生速率在第9天明显升高,而水花生干旱胁迫期间Pro含量和O2-产生速率变化不大。水花生体内的CAT抗氧化酶活性增加更快,在第6天就到达最大值。综上可知,干旱条件胁迫下,水花生比水稻具有更强的抗旱性,可能与其可以有效调节抗氧化生理,减少膜质过氧化产物的积累有关。     

干旱胁迫下平邑甜茶叶片差异表达蛋白分析

【目的】探究平邑甜茶在干旱胁迫下的蛋白应激反应,为苹果砧木抗旱分子改良提供参考。【方法】以苹果砧木平邑甜茶为试材,在正常灌水后对其进行干旱胁迫处理(Mh-GD),以持续灌水为对照(Mh-CK),采用生理学和蛋白质组学相结合的研究方法,测定土壤水势、黎明前叶水势、光合作用及其叶片荧光参数,运用iTRAQ技术筛选鉴定响应干旱胁迫的差异表达蛋白,并对成功鉴定的蛋白进行GO注释及参与KEGG通路的分析。【结果】(1)与MhCK处理相比,Mh-GD处理平邑甜茶叶片相对含水量(RWC)、黎明前叶水势(ψleaf)、光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)均显著下降。(2)Mh-GD处理植株叶片PSⅡ的最大光合效率(Fv/Fm)、潜在活性(Fv/F0)、性能指标(PI)、单位反应中心吸收的光能(ABS/RC)均降低,而荧光动力学曲线升高。(3)运用iTRAQ技术共鉴定出1 897个蛋白,其中181个蛋白质表达量在Mh-CK、Mh-GD处理叶片间有显著差异,上调蛋白81个(P0.05,差异倍数1.5),下调蛋白100个(P0.05,差异倍数0.67)。181个蛋白中,86个蛋白功能已知,95个蛋白功能未知;已知功能可归为10类。【结论】在干旱胁迫下,平邑甜茶的差异表达蛋白质主要参与了光合作用、抗逆、信号转导和碳代谢等过程。     

干旱胁迫下马铃薯差异表达基因的验证分析

为了深入了解马铃薯的抗旱机制,本研究选择Solexa高通量测序中log2(fold change)≥11倍的22个差异基因,包括6个转录因子、4个脯氨酸代谢、4个抗氧化防御系统、4个类黄酮生物合成和4个植物激素信号转导相关基因,采用qRT-PCR检测20%PEG6000处理0、1、6、12h后马铃薯叶片中22个基因表达的变化.结果表明:被检测的22个基因的结果与Solexa高通量测序的结果一致,并且在不同干旱处理时间下各基因表达各不相同,表现出5种表达模式:上调-上调-上调、下调-下调-下调、上调-下调-上调、上调-下调-下调、上调-上调-下调.马铃薯对不同时间点的干旱可能采取不同的应对策略,对1h和6h干旱可能是减少不必要的能量和物质消耗,12h干旱胁迫下才调动大量抗逆相关物质,抵抗干旱的伤害.     

干旱胁迫下菊芋叶片光合变化规律研究

试验以菊芋(Helianthus tuberosus L.)品种青芋1号(H.tuberosus cv.Qingyu No.1)和青芋2号(H.tuberosus cv.Qingyu No.2)为材料,采用聚乙二醇模拟干旱胁迫方法 ,对菊芋叶片光合作用相关参数的响应特征进行了研究。结果表明,干旱胁迫对菊芋的净光合速率、蒸腾速率及气孔导度的影响一致;胁迫强度越大,植株的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度就越低,且对青芋2号的影响更大;干旱胁迫对菊芋叶片胞间CO2浓度的影响则相反,胁迫时间越长,菊芋的胞间CO2浓度越高,品种间也无差异;干旱胁迫下2个品种的水分利用效率变化趋势基本一致,但青芋2号的水分利用效率波动较青芋1号的要剧烈;随着干旱胁迫时间的延长,菊芋叶片的叶绿素含量会有小幅下降,但不同的胁迫强度对叶绿素含量影响不大。在干旱胁迫下,青芋1号的光合作用强于青芋2号,蒸腾速率低于青芋2号,反映出青芋1号比青芋2号更适合在较干旱的地区种植。     

干旱胁迫下马铃薯叶片脯氨酸、丙二醛含量变化及与耐旱性的相关性分析

本试验通过在温室内设置干旱胁迫的种植条件,研究了干旱胁迫条件下8个马铃薯品种叶片游离脯氨酸(pro)含量和丙二醛(MDA)含量变化,并分析了pro和MDA含量变化与相应品种耐旱性的相关性。马铃薯品种在干旱胁迫和正常灌溉条件下产量和产量系数的方差分析结果表明:左力洋芋耐旱性最强,PI34、宁蒗182、宁蒗152耐旱性次之,马尔科洋芋、永德紫皮洋芋、甲帮洋芋和剑川红为耐旱性最差。在干旱胁迫条件下,马铃薯叶片游离pro含量和MDA含量均升高,不同品种马铃薯脯氨酸含量升高1.01～5.40倍,丙二醛含量升高1.10～1.91倍。马铃薯品种叶片游离pro含量相对值、MDA含量相对值和相应品种的根系拉力系数、产量系数均呈显著或极显著正相关,游离脯氨酸相对值、丙二醛含量相对值可以作为马铃薯植株生长早期评价品种耐旱性的生理生化指标。     

干旱胁迫下烤烟叶片水分代谢研究

以烤烟品种ＮＣ８９为材料，在盆栽条件下研究了干旱胁迫对烤烟叶片水分代谢的影响。结果表明，在干旱胁迫下烤烟叶片束缚水含量上升，气孔阻力增大，叶片相对含水量和自由水含量下降，叶片水势降低，蒸腾强度减弱，烟株对水分的蒸散量减少，而且上述指标均随土壤水分的变化而变化，表明它们对干旱胁迫的反应都很敏感。