大豆种子冷害和PEG引发的蛋白质组学分析

摘要

在高山地区和许多地区的低温季节里，植物的冷害是一个普遍的农业灾害。冷胁迫导致种子发芽率和活力下降，对种苗和植株的生长以及授粉都造成了不利影响，这将导致生物产量的降低。PEG引发能够提高种子的冷忍耐力，但是PEG引发的机制仍然未能得到明确的解答。为了对大豆种子冷害和PEG引发获得更好的理解，我们在生理生化研究的基础上应用蛋白质组学方法进行分析。 生理生化研究结果表明，冷处理导致种子发芽率下降到5％，活力指数，脱氢酶活性大幅度降低，电导率明显上升，而PEG引发的种子在冷处理后却能够使种子的各项指标恢复到正常水平，且使发芽率提高了90％。 通过适于大豆种子蛋白质组学的研究方法，我们获得了以下研究结果: (1)通过双向凝胶电泳，我们从对照(CK)、冷处理(CT)、PEG处理(PT)、PEG处理后冷处理(PC)的大豆种子下胚轴中分别得到706、585、670、658个蛋白质点。 (2)25个差异蛋白和9个感兴趣的高丰度蛋白共34个蛋白质点得到质谱鉴定，这些蛋白主要涉及细胞的生长与分裂、疾病与防御、蛋白质定位与贮藏。 (3)发现核苷二磷酸激酶、0s12g0160400转录蛋白被冷胁迫诱导且只和冷胁迫相关，不受渗透胁迫的影响。 (4)热激蛋白90、微管蛋白A、35 kDa种子成熟蛋白、钼蝶呤合成酶、大豆伴豆球蛋白Alablb前体、大豆胰蛋白酶抑制剂都能被PEG引发所诱导，与渗透调控紧密相关，它们参与了种子的抗冷。 (5)种子成熟蛋白PM25与冷害和PEG引发都相关，可能是一种新的胁迫蛋白。 对于大豆种子冷害与渗透调控的研究结果进行分析，我们发现冷胁迫导致蛋白质点数量的下降，而PEG引发能够提高大约70个蛋白点，发现两个冷胁迫蛋白核苷二磷酸激酶、Os12g0160400转录蛋白，以及一种新的胁迫蛋白种子成熟蛋白PM25。这些研究结果对种子的冷害提供了一种认识的新视角，也为渗透调控提高种子抗冷提供了证据和可能的机制，对种子的防护具有重要作用。

目录

文摘

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论文说明：名词缩写表

声明

1引言

1.1蛋白质组学产生的背景和概念

1.2植物蛋白质组学研究的现状

1.3蛋白质组研究的技术

1.3.1蛋白质的提取

1.3.2双向电泳

1.3.3蛋白质点的检测

1.3.4图谱分析

1.3.5质谱技术

1.3.6数据库检索与生物信息学

1.4结语

1.5大豆种子蛋白质组学的研究进展

1.5.1大豆种子蛋白质组研究方法的建立

1.5.2大豆种子蛋白质组学的研究

2.实验材料与方法

2.1前言

2.2大豆种子材料的处理和获得

2.3实验方法

2.3.1萌发检验

2.3.2吸水曲线

2.3.3 TTC染色

2.3.4电导率

2.3.5蛋白质的提取

2.3.6双向电泳

2.3.7酶解和质谱鉴定

2.3.8数据库搜索

3结果与分析

3.1大豆种子在不同处理下的发芽率以及活力指数的差异

3.2大豆种子的吸水曲线特征

3.3 TTC染色及脱氢酶活性的差异

3.4细胞膜透性和完整性的变化

3.5双向电泳图谱与分析

3.6质谱鉴定的蛋白质信息

3.7质谱鉴定蛋白质的功能分类

4讨论

4.1生理生化的变化

4.2蛋白质组学分析

4.2.1冷胁迫相关蛋白

4.2.2渗透调控相关蛋白

4.2.3稳定蛋白

4.2.4胁迫蛋白

5结论

致谢

参考文献

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