甘蓝型油菜响应低温胁迫的差异蛋白质组学分析.pdf

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1、Athesis(dissertation)submittedtoZhengzhouUniversityAnalysisofDifferentialProteomicsonChilillingStressResponseinBrassicanapusLByBiaoYanSupervisor：Prof．Baoming’llanGeneticsBioengineeringDepartmentMay2012原创性声明㈣㈣111ll㈣1II⋯㈣咖Ⅷ吣Y2102171本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导

2、师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任南本人承担。⋯一：／遗冬吼冲年钐月多日学位论文使用授权声明本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属郑州大学。根据郑州大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权郑州大学可以将本学位论文的全部或部分编入有

3、关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或者其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为郑州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。学⋯黼／遗序吼矽胗年‘月3日摘要摘要油菜做为一种重要的油料作物，在全世界大部分地区均有种植。我国种植范同广、面积大、纬度跨度也较大，而我国的温带大陆性气候，容易使油菜遭遇冷冻灾害的袭击，造成很大的经济损失。通常情况下油菜遭遇冷、冻灾害时，油菜通过改变形态、生理和生化过程，使低温胁迫应答基因表达，

4、合成特异的蛋白质来响应低温胁迫。近年来有关低温胁迫条件下，特异蛋白的研究已成为蛋白质组学研究的热点，有关小麦、水稻、拟南芥的蛋白质组学的研究日益增多。但是，有关油菜蛋向质组学的研究报道甚少，对于低温胁迫对油菜生理和生化过程产生影响的分子机理还不十分清楚。因此研究油菜在低温胁迫下的蛋白质组水平上的变化，寻找与低温胁迫相关的特异蛋白，为油菜和其它作物的抗逆基因工程改良提供非常有价值的资料，无疑具有重要的实用价值和经济意义。本文以甘蓝型油菜金裕油l号为实验材料，通过4℃的低温胁迫处理和25℃的常温对照，

5、测定其酶活变化的规律，利用双向电泳技术研究在低温胁迫下叶片蛋白质组的变化，通过质谱技术对低温诱导的差异蛋白进行鉴定，希望揭示植物在低温胁迫条件下蛋白质的表达情况，为建立植物在低温胁迫条件下蛋白质分子网络、最终阐明低温胁迫条件下植物的抗寒机制提供理论依据，同时寻找与低温相关的蛋白，为深入研究甘蓝型油菜抗寒机制奠定基础。主要结果如下：(1)经过低温诱导处理后的油菜苗，叶片较小，同时颜色发黄，根茎部细短。(2)通过对油菜幼莆经过不同时间的低温处理，其巾的超氧化物歧化酶(SoD)、过氧化物酶(POD)和过

6、氧化氢酶(CAT)活性均表现出先升高后降低的趋势。三种酶的活性受处理时问和温度的双重影响。(3)利用差异蛋白质组学策略，建立了甘蓝型油菜幼荫蛋白质双向电泳体系，扫捕获取电泳图片，利用PDQuest软件进行结果分析，比较4"C处理幼苗与25"C未低温处理幼苗的蛋白质组差异，发现在25"12下表达的蛋白点172个，在4"C表达的蛋白点位190个，4"C低温处理后蛋白表达量发生显著上调的蛋白点有24个，发生显著下调的蛋白点有12个。仅在25℃下表达的蛋向点2个，仅在4"C下表达的蛋白点20个。(4)利用

7、质谱技术成功鉴定出其中5个差异表达蛋白点，分别为：谷氨酰胺合成酶、核酮糖二磷酸羧化酶、放氧增强蛋白、光系统Ⅱ蛋白、和未知蛋白，主要与植物的自南基清除，光合作用和光呼吸有关。低温胁迫处理后，油菜表达的蛋白点位显著变化，蛋白表达量发生显著上调的蛋白点共计24个，发生显著下调的蛋白点共计12个。低温胁迫初期(1．5d)，摘要rfl于呼吸作用增强，产生大量超氧自rfl基，迫使超氧化物歧化酶(SoD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)等保护酶系统增强活性，清除超氧自由基，以降低活性氧或其它过氧化自

8、由基对细胞质膜伤害的作用；与此同时，核酮糖二磷酸羧化酶、放氧增强蛋白、光系统Ⅱ蛋白显著上调，表明在光合作用严重受阻情况下，通过以上光合作用相关蛋白表达量的上升来应答低温胁迫。基于上述结果，我们认为低温胁迫使油菜呼吸作用增强，光合作用降低，植物体通过特异蛋白表达的变化来响应低温胁迫，降低来自低温的伤害。这为从分子水平上揭示油菜幼苗低温响应机制研究奠定了初步基础。关键词：甘蓝型油菜；低温胁迫；酶活；双向电泳；蛋白表达；质谱ⅡAbstraetAbstractRapeisanimporta