PSⅡ抑制型除草剂作用机理的生化与比较蛋白质组研究

摘要

本研究以小麦、白菜为实验材料，利用植物生理指标检测技术、双向电泳技术、质谱技术，从生理生化、蛋白质组水平研究了PSⅡ抑制型除草剂阿特拉津对不同作物的作用机理。 不同浓度的阿特拉津处理小麦5天、10天，和对白菜处理4天后，测量其光合色素含量和可溶性蛋白质含量，结果表明当低于10mg/L时，小麦和白菜的可溶性蛋白质和光合色素含量都上升；当高于此浓度时，两种作物的光合色素含量都显著下降，对叶绿素造成了破坏。因此我们认为阿特拉津对小麦和白菜的临界浓度为10mg/L。 双向电泳分析表明，经临界浓度(10mg/L)的阿特拉津处理后，小麦和白菜的叶片总蛋白质组在组成和含量上都发生了明显的变化。在小麦中，有3种蛋白质组份消失，有5种蛋白质组份被诱导产生；在白菜中，有2种蛋白质组份消失，1种蛋白质组份被诱导产生。这些蛋白质基本都处于中、小分子量范围，在等电点上分布比较宽。 小麦和白菜的叶绿体蛋白质组在被临界浓度(10mg/L)阿特拉津处理后，在组成和含量上也都发生了明显的变化。在10mg/L阿特拉津处理后，小麦和白菜的叶绿体蛋白质都发生了消失或含量的减少等现象。在用低于临界浓度(10mg/L)的阿特拉津处理白菜后，其叶绿体蛋白质在组成和含量上都增加了。对这些发生变化的蛋白质进行质谱分析后发现，消失的蛋白质都是在植物光合作用中起重要作用的酶类，它们分别是：核酮糖-1，5-二磷酸羧化酶激酶的两个亚基、核酮糖-1，5-二磷酸羧化酶-加氧酶激酶β形式的前体、23kD的光合放氧蛋白、3-磷酸甘油酸激酶、叶绿体前体中的碳酸酐酶、糖基合成酶、异戊二烯合成酶、脯氨酸脱氢酶、6-磷酸果糖激酶同工酶、钙转运ATP酶和尿素酶。 上述结果表明，不同浓度的阿特拉津对作物的作用机理是不相同的，阿特拉津对小麦和白菜临界浓度的确定对农业生产的安全有重要的意义。阿特拉津所影响的植物叶绿体内具有重要作用的酶类的鉴定及研究对阿特拉津作用机理的理解有积极意义。

目录

文摘

英文文摘

第一部分引言

一、阿特拉津性质及研究进展

(一)阿特拉津的理化性质

(二)阿特拉津的应用概况

(三)阿特拉津的作用机理

(四)关于阿特拉津的研究进展

二、蛋白质组学研究进展

(一)蛋白质组学概念、内容及产生背景

(二)蛋白质组学的研究方法

(三)蛋白质组学在叶绿体研究中的进展

三、本研究的目的和意义

第二部分材料与方法

一.实验材料

二.实验试剂及仪器设备

三.实验方法

1.材料培养

2.指标测量

3.蛋白质样品的制备

4.双向凝胶电泳

5.质谱分析

第三部分实验结果与分析

一.阿特拉津处理对作物光合色素含量的影响

二.阿特拉津处理对作物可溶性蛋白质含量的影响

三.阿特拉津诱导的小麦总蛋白质组和叶绿体蛋白质组的变化

1.阿特拉津对小麦总蛋白质组的影响

2.阿特拉津对小麦叶绿体蛋白质组的影响

四.阿特拉津诱导的白菜总蛋白质组和叶绿体蛋白质组的变化

1.阿特拉津对白菜总蛋白质组的影响

2.阿特拉津对白菜叶绿体蛋白质组的影响

3.不同叶绿体蛋白质提取方法的比较

第四部分结论

参考文献

致 谢

附 录