低溫對不同基因型黃瓜葉片抗氧化酶與蛋白質(zhì)組的影響.pdf

1、以黃瓜的日光溫室品種“新泰密刺”和露地栽培品種“津研四號”為材料，研究了低溫對黃瓜葉片抗氧化酶與蛋白質(zhì)組的影響，旨在分析低溫下黃瓜葉片中抗氧化酶與超微結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，為溫室黃瓜育種提供可用于監(jiān)測植株是否耐低溫的指標(biāo)，分離不同基因型黃瓜葉片的低溫誘導(dǎo)蛋白，為從蛋白質(zhì)組角度揭示黃瓜應(yīng)答低溫逆境的調(diào)控機(jī)制打下基礎(chǔ)。 在四葉一心期，將兩個品種的黃瓜幼苗置于培養(yǎng)箱中，分別在25℃(白天)/18℃(黑夜)和15℃(白天)/15℃(黑夜)處理

2、七天后，取第四片葉為試材，測定其超氧化物歧化酶(SOD，EC1.15.1.1)、愈創(chuàng)木酚過氧化物酶(GPX，EC1.11.1.7)、過氧化氫酶(CAT，EC1.11.1.6)和谷胱甘肽還原酶(GR，EC1.6.4.2)的活性，檢測了葉片中丙二醛和還原型谷胱甘肽(GSH)的含量，并用透射電鏡觀察了葉綠體、線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)以及細(xì)胞膜。同時，采用三種提取液分步提取了黃瓜葉片的總蛋白質(zhì)，利用雙向電泳與質(zhì)譜分析技術(shù)研究了兩個黃瓜品種在不同溫度下差異

3、表達(dá)的蛋白質(zhì)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明： 1、低溫對黃瓜葉片中抗氧化酶的影響與常溫處理相比，低溫使黃瓜葉片的SOD、GPX和GR活性以及GSH含量顯著增加，使CAT活性下降。低溫下，和“津研四號”相比，在“新泰密刺”中SOD和GPX活性的增加量較小，GSH含量與GR活性的增加量較大，CAT活性降低的數(shù)量較少。經(jīng)過雙因素方差分析，得知品種和溫度均顯著影響了GR和CAT的酶活性以及GSH含量。通過比較葉片的丙二醛含量，發(fā)現(xiàn)低溫脅迫下，“津研四號

4、”的膜脂過氧化程度較嚴(yán)重。根據(jù)電鏡觀察結(jié)果，在低溫脅迫后，“新泰密刺”的葉綠體、線粒體以及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的膜結(jié)構(gòu)變化較小，而“津研四號”的這些超微結(jié)構(gòu)被嚴(yán)重破壞。所以GR和CAT活性以及GSH含量在低溫下的變化與葉片中丙二醛含量的改變以及超微結(jié)構(gòu)的變化一致。谷胱甘肽還原酶和過氧化氫酶活性以及谷胱甘肽含量可以用于監(jiān)測黃瓜品種是否耐低溫。 2、低溫對黃瓜葉片中蛋白質(zhì)組的影響利用提取液I(40mMTris-HCl，pH8.38)、提取液II(

5、含8MUrea，4％CHAPS，40mMTris，0.2％Bio-lyte，3/10ampholyte)和提取液Ⅲ(含5MUrea，2MThiourea，2％CHAPS，2％SB3-10，2mMTBP，40mMTris，0.2％Bio-lyte，3/10ampholyte)分步提取葉片總蛋白質(zhì)后，經(jīng)SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳，發(fā)現(xiàn)提取液I溶解的蛋白質(zhì)較少，說明黃瓜葉片中的高親水性蛋白質(zhì)含量較低。對提取液II和Ⅲ溶解的葉片蛋白質(zhì)進(jìn)行雙向電

6、泳后發(fā)現(xiàn)，相對于常溫處理，低溫使“新泰密刺”的7個蛋白質(zhì)點(diǎn)特異表達(dá)、2個蛋白質(zhì)點(diǎn)上調(diào)表達(dá)、2個蛋白質(zhì)點(diǎn)下調(diào)表達(dá)、5個蛋白質(zhì)點(diǎn)未表達(dá)；使“津研四號”的7個蛋白質(zhì)點(diǎn)特異表達(dá)、1個蛋白質(zhì)點(diǎn)上調(diào)表達(dá)、4個蛋白質(zhì)點(diǎn)下調(diào)表達(dá)、9個蛋白質(zhì)點(diǎn)未表達(dá)。低溫下，“新泰密刺”的蛋白質(zhì)點(diǎn)3和4以及“津研四號”中蛋白質(zhì)點(diǎn)2的表達(dá)量顯著高于常溫處理，通過MALDI-TOF質(zhì)譜分析，這3個蛋白質(zhì)點(diǎn)被鑒定為1，5-二磷酸核酮糖羧化酶的大亞基。所以黃瓜葉片的高親水性蛋白