白菜型冬油菜质外体抗冻蛋白研究

为探明冬油菜抗寒机理,采用大田试验和盆栽试验,对低温胁迫的白菜型冬油菜品种‘陇油6号’叶片和根的质外体蛋白进行抗冻活性检测,通过SDS-PAGE分离质外体蛋白并结合MALDI-TOF/TOF质谱技术对部分高表达蛋白进行了鉴定。结果表明,‘陇油6号’经人工气候室冷驯化后,叶片质外体蛋白质含量显著增加(P0.05),在第5 d达92.31μg?g?1(FW),比对照增加246.12%。质外体蛋白含量在冷驯化第10 d和第15 d与第5 d相比虽有所降低,但仍显著高于对照(P0.05)。在冷驯化第20 d和第25 d质外体蛋白含量继续显著增加,第25 d达到最高值(P0.05)。室温恢复生长10 d后,质外体蛋白含量比之前显著下降(P0.05),但仍高于对照和冷驯化第10 d。在冷驯化过程中,‘陇油6号’叶片的质外体中出现明显的蛋白质积累,室温恢复生长10 d后,质外体中的蛋白质含量显著降低,可见冷驯化的‘陇油6号’质外体蛋白属低温诱导蛋白。抗冻活性检测发现其具有重结晶抑制活性。质谱鉴定发现多种功能尚不明确的蛋白质,其中β~(-1)-3-葡聚糖酶与冬黑麦中报道的抗冻蛋白一致。对质谱检测到的类葡聚糖酶回收及抗冻活性测试发现其有较弱的冰晶形态修饰作用,表明这个类葡聚糖酶是一种低活性抗冻蛋白。低温胁迫下冬油菜叶片和根质外体中合成分泌了抗冻蛋白,在抵御外界低温中起到积极作用,同时推测超强抗寒性冬油菜质外体中可能存在多种未被发现的抗冻蛋白。     

自然低温下白菜型冬油菜内源激素和总多酚含量的变化

为揭示西北寒旱区白菜型冬油菜内源激素和总多酚含量与其抗寒特性的关系,以强抗寒冬油菜品种陇油7号和弱抗寒品种天油4号为试验材料,在田间自然低温条件下,分别取植株的叶片和根系,测定分析内源激素脱落酸(ABA)、生长素(IAA)、赤霉素(GA₃)、玉米素核苷(ZR)和总多酚含量的变化。结果表明,冬前和越冬期,间随着气温的降低,2个白菜型冬油菜品种从苗期到越冬期,叶片和根中IAA含量和(IAA+ZR+GA₃)/ABA值、叶片中ZR和ABA含量、根中GA₃含量和IAA/ZR值均呈先升高后降低的趋势;而叶片中GA₃含量和根中ZR含量在陇油7号中均呈下降趋势,在天油4号中均呈先升高后降低的趋势。随着气温持续降低,陇油7号根中ABA含量呈升高的趋势,在天油4号根中则呈先升高后降低的趋势;2个白菜型冬油菜品种叶片中以及陇油7号根中总多酚含量均呈先升高后降低再升高的趋势,天油4号根中总多酚含量呈先缓慢降低而后升高的趋势。相关性分析结果表明,越冬率与冬油菜叶片中IAA和ZR含量以(IAA+ZR+GA₃)/ABA的值呈负相关,而与其根中ABA和总多酚含量呈正相关。与强抗寒品种冬油菜陇油7号相比,在降温中后期(11月17日后,-4.75℃),弱抗寒品种冬油菜天油4号叶片中IAA、ZR和ABA含量、(IAA+ZR+GA₃)/ABA值和总多酚含量整体均较高,而其根中ABA和总多酚含量整体均较低,说明冬油菜越冬前地上部生长越旺盛,其抗寒性越差。综上所述,白菜型冬油菜根中内源激素ABA和总多酚含量对其抗寒性具有重要作用。本研究为白菜型冬油菜抗寒性受内源激素调控和总多酚影响提供了部分理论依据。     

干旱胁迫对白菜型冬油菜幼苗生理及农艺性状的影响

通过旱棚盆栽试验,以4个抗旱性不同的白菜型冬油菜品种陇油6号、陇油7号、天油2号、天油4号为材料,用人工控制浇水的方法模拟干旱环境,测定干旱胁迫对其生理生化指标、主要农艺性状的影响。结果表明,随着干旱胁迫时间的延长,4个油菜品种的幼苗叶片叶绿素质量浓度呈现先增加后降低的趋势,相对电导率增大,根系的主根长、侧根数、根系干重、根冠比上升,根系活力下降。干旱胁迫后,抗旱性强的冬油菜品种陇油7号主根长,侧根数多,根干重较重,根冠比大,根系活力稳定;弱抗旱冬油菜品种天油2号主根较短,侧根数少,根干重轻,根冠比小,根系活力变化幅度较大;中抗旱冬油菜品种陇油6号、天油4号各指标居于陇油7号和天油2号之间。     

不同品种冬小麦再生生长对刈割干扰的响应

为探究不同熟性冬小麦品种库源分配对刈割的响应,在温室控制条件下,选取陇东地区常用的中熟(‘宁麦5号’和‘陇育4号’)和晚熟(‘西峰27号’和‘陇育1号’)冬小麦品种,测定不同品种冬小麦不刈割(对照)以及分蘖期刈割(留茬2 cm)后再生生长早期叶面积指数,花期和成熟期的物质分配构成。研究结果表明:不同熟期冬小麦刈割再生后的叶面积指数、光合产物分配均有所不同。刈割后再生生长早期,4个品种叶面积指数较未刈割均显著下降;再生至花期中熟品种‘宁麦5号’和‘陇育4号’的叶面积指数仍显著降低27%和17%,晚熟品种‘西峰27号’略降低6%,‘陇育1号’则上升7%。中熟品种‘宁麦5号’和‘陇育4号’再生至花期地上生物量降低18%和11%,晚熟品种‘陇育1号’上升13%;各品种再生至花期地下生物量较未刈割均呈下降趋势,并且中熟品种的下降幅度小于晚熟品种,但晚熟品种在成熟期出现增加趋势,‘陇育1号’显著增加26%。再生至花期中熟品种各部分可溶性碳水化合物含量均降低,而晚熟品种‘陇育1号’各部分可溶性碳水化合物含量增加2%~12%。可见晚熟品种‘陇育1号’再生至花期可溶性碳水化合物含量及干物质向叶、穗分配增加,资源再分配、源库协调能力强,为后期籽粒产量形成奠定了良好的基础,较中熟品种更适于在分蘖期利用青饲草、成熟期收获籽粒的利用方式。     

巨桉锌指结构蛋白基因EgrZFP7在低温胁迫中的功能研究

锌指结构蛋白(zinc finger protein,ZFP)是一类在植物生长、发育和逆境胁迫响应中发挥重要作用的转录因子。为了挖掘桉树(Eucalyptus)抗寒分子响应中的重要基因资源,为桉树抗低温分子辅助育种提供理论依据,本实验对巨桉(Eucalyptus grandis)在低温处理下受到强烈诱导表达的锌指结构蛋白基因Egr ZFP7(Eucalyptus grandis zinc finger protein 7)编码蛋白结构及其功能进行了研究。该基因是典型的C2H2型锌指结构蛋白基因,编码蛋白序列中含有2个锌指结构基序、1个L-Box基序和1个乙烯响应元件结合因子(ethylene response factor,ERF)相关双性抑制子(ERF-associated amphiphilic repression,EAR)基序。通过构建Egr ZFP7∷GFP表达载体,用基因枪轰击洋葱表皮的方法,进行基因表达蛋白的亚细胞定位,结果表明,Egr ZFP7表达蛋白定位于细胞核。构建35S∷Egr ZFP7超表达载体,转化拟南芥(Arabidopsis thaliana),得到超表达转基因纯合株系Egr ZFP7-OX1和Egr ZFP7-OX2。与野生型相比,其正常生长条件下侧根的数目和长度增加。以-8℃低温处理3 d、再缓苗恢复3 d,结果显示,超表达转基因株系恢复速度慢,同时幼苗因受低温胁迫的死亡率远高于野生型,说明该基因超表达增加了拟南芥转基因植株的低温敏感性。酵母双杂交文库中筛选到1个与Egr ZFP7互作的乙烯响应因子蛋白Egr ERF4(Eucalyptus grandis ethylene response factor 4)。上述研究结果表明,Egr ZFP7可能通过与乙烯响应因子的相互作用,在巨桉低温胁迫响应中发挥负调控。本研究为进一步了解桉树抗寒分子机理提供了基础资料。     

低温胁迫下内源ABA、GA及比值对白菜型和 甘蓝型冬油菜抗寒性的响应

为阐明低温胁迫下激素含量对冬油菜枯叶期的调控和对抗寒性的响应,为冬油菜抗寒性研究提供依据,以8份不同抗寒等级的白菜型和甘蓝型冬油菜为材料,利用盆栽试验,待幼苗长至5~6片真叶时在人工气候箱中进行低温处理(25℃、10℃、2℃、?5℃),分析低温胁迫后冬油菜内源ABA、GA含量和叶绿素的变化。回归分析表明温度与ABA含量存在显著的负相关,回归方程符合y=?ax+b,随着温度的降低,内源ABA含量呈先缓慢(10℃)后迅速上升(2℃、?5℃)的趋势,且温度处理间、温度与品种互作间差异极显著;由于激素间的拮抗作用GA含量变化则恰好相反。当在0℃以上低温时,品种间ABA含量无明显差异,当温度降到?5℃,白菜型冬油菜ABA含量明显高于甘蓝型,抗寒性强的品种高于抗寒性弱的品种。ABA含量的升高导致叶绿素含量的变化,随着温度降低,叶绿素含量呈先降低后增加的趋势,但总体呈下降趋势,且白菜型冬油菜和甘蓝型冬油菜之间存在不同的响应机制,这种作用使白菜型冬油菜叶绿素含量低于甘蓝型冬油菜,导致白菜型冬油菜枯叶期提前,提早进入越冬期,增加了对低温冻害的御性和避性。因此,随着温度的降低冬油菜叶片ABA含量上升,叶绿素降解,白菜型冬油菜更早进入枯叶期,枯叶期较早和降温后ABA含量高是白菜型冬油菜抗寒性较强的主要原因。     

猪肌肉组织双向电泳分离条件的建立及常见问题分析

为建立和优化猪肌肉组织蛋白质双向电泳技术,从提取方法、加样量、IPG胶条的选择、SDS-PAGE胶浓度、染色方法等多个方面对双向电泳分离效果进行比较研究.结果显示,液氮研磨+超声破碎法提取猪肌肉组织蛋白效果优于液氮研磨法,前者细胞破碎彻底蛋白质溶解性好且核酸污染少,图谱质量较好;18cm pH 4～7的IPG胶条分离效果比pH 3～10非线性IPG胶条好;对于银染,18 cm pH 4～7的IPG胶条150μg上样量比较适宜;同一肌肉样品的三块胶的重复性可达70％以上;同时,对双向电泳过程中的典型问题作了详尽分析.研究结果表明,通过优化的双向电泳条件获得了较高分辨率和较好重复性的猪肌肉组织双向电泳图谱,可用于后续蛋白质组学分析.     

不同烤烟品种幼苗形态结构及光合参数对 干旱胁迫响应机制的差异

为了比较不同烤烟品种的苗期耐旱性差异,选用河南烟区主栽烤烟品种‘豫烟6号’、‘豫烟10号’、‘豫烟12号’和‘中烟100’为供试材料,利用浓度为15%的聚乙二醇(PEG-6000)模拟中度干旱环境,研究不同烤烟品种幼苗生物量、根系形态、叶片气孔特征、叶绿体超微结构和光合参数等指标对干旱胁迫响应机制的差异。结果表明:(1)干旱刺激了幼苗根系生长,抑制了地上种幼苗根冠比均显著提高;‘豫烟6号’和‘豫烟12号’幼苗根系生物量、总根长、根系表面积和根系体积均显著增加,但根系平均直径与对照无显著性差异;而‘豫烟10号’和‘中烟100’根系形态指标增加幅度较小,仅有‘豫烟10号’根系表面积显著增加,而根系平均直径均显著下降。(2)干旱引起‘中烟100’叶片气孔总面积比对照显著增加,‘豫烟12号’仅有气孔长度比其对照增加显著。(3)干旱处理后,‘豫烟6号’和‘豫烟12号’叶绿体整体结构变化不大,而‘豫烟10号’和‘中烟100’中叶肉细胞叶绿体被膜分解,与细胞壁分离;其中‘中烟100’叶绿体平均长度、长宽比和面积均显著降低。(4)与对照相比,干旱组叶片光合作用被抑制,其中‘豫烟10号’和‘中烟100’叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)均显著下降,而胞间CO2浓度(Ci)显著上升,说明干旱胁迫下烤烟光合速率下降是非气孔因素所致。(5)干旱胁迫后‘豫烟6号’和‘豫烟12号’叶片叶绿素总量显著增加,而‘豫烟10号’和‘中烟100’却呈下降趋势。结果表明,‘豫烟6号’和‘豫烟12号’是耐旱型品种,而‘豫烟10号’和‘中烟100’抗旱性较差,抗旱能力排序为‘豫烟6号’‘豫烟12号’‘豫烟10号’‘中烟100’。     

持续低温弱光及之后光强对辣椒幼苗光抑制的影响

模拟日光温室低温弱光逆境,以耐低温弱光性不同的辣椒(Capsicum annuum L.)品种为试材,以叶绿素a荧光为探针,研究了持续低温弱光和低温弱光后不同光强对辣椒幼苗光抑制的影响,以期为日光温室辣椒栽培中持续低温弱光天气转晴后的光强管理提供依据.试验结果表明,15℃/5℃(昼/夜),100μmol-m-2·s-1光照条件下处理1～7d,耐性强的佳木斯辣椒未发生光抑制,而耐性差的陇椒6号处理3～7d时发生了光抑制.经低温弱光胁迫0～7d的辣椒叶片在300～1200μmol·m-2·s1光下连续照射4h,均使其Fv/Fm降低.经低温弱光胁迫1、3d,300、600μmol·m-2·s-1光照射4h,陇椒6号叶片的Fv/Fm在弱光条件下可以恢复,800、1200μmol·m-2·s-1光照射则不能恢复,光合机构发生了不可逆破坏.低温弱光胁迫5d以上,300～1200μmol·m-2·s-1光照射4h,陇椒6号叶片的Fv/Fm均不能恢复.经低温弱光胁迫1～5d,300～1200μmol·m-2·s-1光照射4h,佳木斯辣椒叶片的Fv/Fm在弱光条件下均可以恢复;胁迫达7d,则300～1200μmol·m-2·s-1光照射后,其Fv/Fm不能恢复.低温弱光使辣椒幼苗对光抑制的敏感性增强,低温弱光后强光对耐低温弱光性差的品种引起的光抑制程度较耐低温弱光性强的品种严重.     

不同品种酿酒葡萄根系抗寒性鉴定

越冬冻害是制约中国北方酿酒葡萄产业发展的限制性因素之一,葡萄根系的抗寒能力很弱且随品种遗传性状差异而变化。为鉴定不同品种酿酒葡萄根系抗寒性,为葡萄越冬冻害的监测、预警和防御提供理论依据。本研究以贺兰山东麓‘赤霞珠’‘美乐’‘马瑟兰’‘威代尔’‘西拉’‘北玫’‘北红’‘龙眼’8个品种酿酒葡萄根系为试材,测定其在模拟自然降温冷冻过程中的生理响应指标(过冷却点、结冰点、可溶性糖、可溶性蛋白、电导率及半致死温度)。运用相关分析与聚类分析方法,综合评价8个品种酿酒葡萄根系的抗寒能力。研究结果表明:1)可溶性蛋白含量显著影响葡萄根系组织的抗寒性。2)供试的8个品种葡萄根系抗寒能力可分为3类:弱抗寒型(‘赤霞珠’‘美乐’‘西拉’),过冷却点–3.8～–3.2℃,结冰点-2.8～-2.3℃,半致死温度–4.34～–3.19℃;中抗寒型(‘北玫’‘马瑟兰’‘威代尔’),过冷却点为–5.4～–4.4℃,结冰点在–4.1～–3.7℃,半致死温度–5.90～–4.43℃;强抗寒型(‘北红’‘龙眼’),过冷却点在–6.4～–6.3℃,结冰点–5.2～–4.8℃,半致死温度–6.55～–6.11℃。3)根系抗寒能力在不同品种间有显著性差异,8个品种葡萄根系的抗寒能力强弱顺序为:‘北红’‘龙眼’‘北玫’‘威代尔’‘马瑟兰’‘赤霞珠’‘美乐’‘西拉’。过冷却点、结冰点温度可以作为评价葡萄抗寒性的重要指标。研究结果对于完善葡萄抗寒性评价方法及指导防寒减灾工作具有重要意义。     

小麦花药蛋白质组双向电泳技术体系的优化

以小麦单核期花药为材料,比较了两种不同蛋白质提取方法TCA/丙酮法和酚提取法及不同的蛋白质裂解液组成对双向电泳的影响,并在蛋白质上样量和SDS-PAGE胶浓度等方面也进行了探索与优化。结果表明,采用TCA/丙酮提取法比用酚提取法提取的蛋白质所得的2-DE胶图谱上蛋白质点数增加,图谱背景也比较清晰;样品溶解于含有硫脲和TBP的蛋白质裂解液Ⅱ中,可显著提高蛋白质的溶解性,在2-DE图谱上可分辨出554个蛋白质点,比用蛋白质裂解液Ⅰ提取的蛋白多39个点。以TCA-丙酮法提取小麦花药组织中的蛋白,用蛋白质裂解液Ⅱ[7mol/L尿素、2mol/L硫脲、4%CHAPS、2%TBP、65mmol/L DTT、0.2%载体两性电解质(其中0.1%pH 3~10,0.1%pH4~6)]溶解蛋白,以pH4~7线性17cm的IPG胶条进行双向凝胶电泳,在上样量为800μg,13%SDS-PAGE胶浓度下,蛋白质得到了更好的分离,2-DE图谱上可分辨出631个蛋白点,图谱质量最佳。优化后的双向电泳技术体系,适合于小麦花药全蛋白质的双向电泳分析。     

Characterization of storage proteins in wild (Glycine soja) and cultivated (Glycine max) soybean seeds using proteomic analysis

A combined proteomic approach was applied for the separation, identification, and comparison of two major storage proteins, beta-conglycinin and glycinin, in wild (Glycine soja) and cultivated (Glycine max) soybean seeds. Two-dimensional polyacrylamide gel electrophoresis (2D-PAGE) with three different immobilized pH gradient (IPG) strips was an effective method to separate a large number of abundant and less-abundant storage proteins. Most of the subunits of beta-conglycinin were well-separated in the pH range 3.0-10.0, while acidic and basic glycinin polypeptides were well-separated in pH ranges 4.0-7.0 and 6.0-11.0, respectively. Although the overall distribution pattern of the protein spots was similar in both genotypes using pH 3.0-10.0, variations in number and intensity of protein spots were better resolved using a combination of pH 4.0-7.0 and pH 6.0-11.0. The total number of storage protein spots detected in wild and cultivated genotypes was approximately 44 and 34, respectively. This is the first study reporting the comparison of protein profiles of wild and cultivated genotypes of soybean seeds using proteomic tools.     

宛氏拟青霉提取物诱导小白菜抗低温胁迫的作用机理

为了揭示宛氏拟青霉提取物(ZNC)诱导小白菜抗低温胁迫的作用机理,本研究以黄秧小白菜为试验材料,探究叶喷不同浓度(20、30、40 ng·mL-1)ZNC对低温下小白菜生长的影响.结果表明,低温下,与清水对照相比,喷施不同浓度的ZNC均可显著提高小白菜的SPAD值、株高和地上部鲜重.ZNC还提高了小白菜叶片内超氧化物歧...     

小麦幼穗蛋白质双向电泳条件的优化

本研究以温光敏小麦为试材,用TCA/丙酮和酚提取法提取小麦幼穗蛋白样品,进行了双向电泳优化分析,并对双向电泳过程中出现的问题进行了讨论。结果表明,用TCA/丙酮法提取小麦幼穗蛋白质其产率（浓度）高于酚提取法。SDS-PAGE电泳显示,用TCA/丙酮提取法提取的蛋白质能获得较清晰条带,分辨率较高,而酚提取法提取的蛋白质其条带模糊,分辨率低。对蛋白质纯化除盐可以提高分辨率,减少横竖纹,获得背景清晰的圆形蛋白点。通过ImageMasterTM 2D Platinum5.0软件分析凝胶图谱,结果显示纯化后可降低噪点,纯化后蛋白点数可从未纯化蛋白点数的216增加到583。显然,采用TCA/丙酮法可获得高浓度高质量的蛋白质,而进一步纯化、除盐离子可进一步获得背景清晰可高重复性的电泳图谱。在双向电泳实验过程中,观察到一些异常缺陷胶的出现,如双向电泳图谱中蛋白点扩散,蛋白聚集形成斑点串,没有点或点很少,出现纵纹横纹及图谱扭曲等影响图谱质量的严重问题,本研究对这些问题做了分析并提出了解决方案。     

A Population-Size Model for Protein Spot Detection in Proteomic Studies

In proteomic studies, a population of proteins are often examined on a gel using a technique called two-dimensional gel eletrophoresis. The technique separates the protein population into individual protein spots on a two-dimensional gel by isoelectric charge and molecular weight. The resulting gel images are then processed by a software system for spot detection and subsequent analysis. The performance of a spot-detection program is evaluated by the total number of spots that are detected. A popular spot-detection program uses the “master–slave” approach, where all spots on “slave images” are subsets of the spots on the “master image.” We argue that this approach potentially misses a large proportion of proteins and propose a model that quantifies the lack of performance. We provide nonparametric estimators for the protein population size and the expected number of proteins to be detected if a “fusion-gel” approach was used. Using the data from a rat liver proteome study, we estimate that more than half of the protein population is missed by the master–slave approach.     

Characterization of haze-active proteins in apple juice

The nature of the haze-active protein (HAP) in apple juice was investigated. Heat treatment removed protein indiscriminately while polyvinylpolypyrrolidone (PVPP) treatment was fairly specific for proteins of 15 and 28 kDa. Presumably, the PVPP bound to polyphenols, which in turn were complexed with protein. Three candidate apple HAPs were isolated. Two were extracted from juice with acetone and fractionated by hydrophobic interaction chromatography and solid phase extraction with C18 (HAP I) or SAX (HAP II) material. Hydroxyproline-rich protein was extracted from apple tissue (HAP III). The order of haze formation with tannic acid was gliadin > HAP III > HAP II > HAP I > bovine serum albumin, which shows increasing haze formation with increasing proline content. The sizes of HAP I, II, and III were 28, 15, and 12 kDa; the first two corresponded to the sizes of proteins removed by PVPP treatment and are involved in juice haze formation.     

利用RAPD和ILP技术筛选橡胶树抗寒分子标记

利用36个RAPD引物和7对ILP引物分别分析30份抗寒性差异的橡胶树种质DNA的多态性。结果显示7个RAPD引物扩增产物中出现9种多态性片段,回收并测序多态性片段,Blast比对结果表明其中6种片段为未知序列,其余3种片段HbR4PF、HbR6PF和HbR1＋4PF分别与烟草冷胁迫cDNA文库差异表达基因、反转录转座子和橡胶树contig1323727序列同源。采用半定量RT-PCR分析HbR6PF表达模式,结果表明低温能调控HbR6PF基因的表达。在7对ILP引物中,只有抗坏血酸抗氧化物酶ILP引物扩增产物出现多态性条带,但该条带在抗寒和不抗寒种质中同时出现,说明该ILP标记不能用于区分抗寒和不抗寒种质。     

空间诱变水稻多蘖矮突变体不同分蘖期蛋白质组研究

JB-1返回式卫星搭载水稻(Oryza sativa L.)丙95-503干种子,地面种植后筛选出多蘖矮杆突变体R955.利用荧光差异显示双向电泳(2-D DIGE)对突变体播种后第14天(未发生分蘖)、第21天(分蘖起始)、第55天(最高分蘖期)3个营养生长期叶片总蛋白进行分离及定量分析(未搭载植株为对照),检测到在...     

两种剂量重离子辐照绵羊精子差异蛋白质组学研究

为检测和分析0.5和3.0Gy 2种剂量重离子辐照绵羊精子差异表达的蛋白质,用二维凝胶电泳分离精子蛋白,凝胶用硝酸银染色,PDQuest8.0检测分析差异表达蛋白斑点并经高效液相色谱串联离子阱质谱鉴定,结果显示:2种剂量凝胶图谱分析后得到8个共同差异蛋白斑点,鉴定为3种表达上调的蛋白质(谷氧还蛋白1、转录因子AP-2α...