燕麦响应盐胁迫的生理机制及蛋白组学研究

来源 :内蒙古农业大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:hubingguixuejing
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
土壤盐渍化是全球面临的严峻问题之一,也是危害农业生产的主要因素。燕麦具有较强的耐盐碱特性,被认为是盐碱地改良的先锋作物,但目前其耐盐碱机制尚不明确。因此,本研究以不同耐性燕麦品种为试验材料,设置对照(0 mmol L-1)、中度(100 mmol L-1)和重度(150 mmol L-1)三个盐胁迫浓度处理,采用盆栽和大田相结合的方式,测定生长发育及耐盐性相关生理指标并开展蛋白组学分析。主要结果如下:(1)盐胁迫下,耐盐品种Vao-9和盐敏感品种白燕5号地上部和地下部干鲜重呈现出了不同的趋势;两品种叶片Na+含量随盐胁迫浓度的增加而升高,K+、Ca2+、Mg2+含量逐渐下降;Vao-9 SOD和POD活性以及MDA含量,均表现为升高趋势,白燕5号则呈先升高后降低趋势;Pro含量均随盐胁迫浓度的增加而升高。(2)采用Label-Free方法对Vao-9和白燕5号对照和重度盐胁迫下叶片样本进行蛋白组测定,共鉴定出2631个差异蛋白。进一步筛选得到262个差异蛋白,主要富集了3个功能类别。(3)根据鉴定结果挖掘了Vao-9和白燕5号的品种特异性信息。Vao-9主要通过原核生物中戊糖和葡萄糖醛酸的相互转化、固碳途径增强其碳水化合物和能量代谢来减少盐害,核糖体下调表达和HSPs和CRT的上调表达都是通过调节蛋白质合成响应盐胁迫来实现的。白燕5号和Vao-9在GABA代谢途径中呈现出不同的合成模式。(4)盐胁迫抑制了耐盐品种白燕2号和盐敏感品种白燕5号的干物质积累,且对根系产生的抑制作用大于地上部,白燕2号减幅小于白燕5号;中度盐胁迫下,两品种根冠比均显著低于对照(p<0.05),白燕2号根冠比低于白燕5号。根系K+含量随盐胁迫浓度的增加而降低,Na+含量升高,Ca2+和Mg2+含量变化趋势与K+相同。(5)盐胁迫降低了燕麦根系总呼吸速率,提高了糖酵解和磷酸戊糖途径呼吸速率。丙酮酸脱羧酶活性随盐胁迫浓度的升高呈先升高后降低趋势,乳酸脱氢酶活性呈逐渐升高趋势,苹果酸脱氢酶活性则显著降低。盐胁迫下,耐盐品种白燕2号主要以“丙酮酸-乙醇发酵”为主进行无氧呼吸供能,而盐敏感品种白燕5号主要以“丙酮酸-乳酸发酵”为主进行无氧呼吸供能。(6)采用Label-Free方法对白燕2号和白燕5号对照、中度和重度胁迫下根系样本进行蛋白组测定,共鉴定出7174个差异蛋白,其中白燕2号中有4302个,白燕5号中有4042个,两个品种共有3752个。当FC>2时,215个上调表达,339个下调表达。进一步筛选得到两品种燕麦根系共有差异蛋白63个,涉及7个功能类别;111个差异蛋白在白燕2号中特异性表达,涉及12个功能类别,均以蛋白质合成和碳水化合物与能量代谢涉及差异蛋白数量较多(log2FC>1或log2FC<-1)。(7)通过互作网络分析,从鉴定的蛋白中重点分析耐盐品种白燕2号重度盐胁迫与对照之间的差异表达蛋白,共检测到5类代谢通路相互作用的差异表达蛋白质,主要涉及抗氧化酶、丙酮酸代谢、糖酵解、三羧酸循环和能量代谢途径。并应用q RT-PCR技术对于从5个关键通路中筛选鉴定的13个关键基因进行了验证,这些基因的表达趋势与其对应蛋白的表达趋势相同,说明这13个关键基因对于白燕2号具有较强的耐盐性起了关键作用。(8)在内蒙古典型盐碱地开展大田试验,发现白燕2号产量显著高于白燕5号。生育前期白燕2号EMP-TCA途径向PPP途径转化,增强了其对盐胁迫的适应性。白燕5号根系呼吸速率下降明显,抗氧化能力降低,营养供应不足,限制了根系生长及干物质的积累,影响穗数和千粒重的形成,最终导致产量下降。
其他文献
原生高砷地下水在世界范围内广泛分布,是全球面临最严重的环境问题之一。在厌氧含水层中微生物的参与下,有机质降解和矿化过程耦合铁(氢)氧化物的还原溶解,使吸附态或共沉淀砷酸盐在地下水中富集,是高砷地下水形成的重要过程。有机质作为含水层中铁还原砷释放过程的电子供体和能量驱动,逐渐成为高砷地下水成因机制的研究热点和重点。目前研究多集中在高砷含水层中有机质特征组分,而有机质在含水层中的转化途径尚未可知。此外
学位
紫花苜蓿是营养价值高的饲草料。由于苜蓿本身松散,堆积密度较小,形状不规则,不便于运输和储存从而阻碍了苜蓿的推广。将松散的苜蓿压缩成规则的草块则可以降低运输和储存成本。但目前生物质压缩成型机存在成型产品品质差、关键部件磨损严重的问题。为了解决这些问题,课题组将振动引入压缩成型过程中,试验验证了振动压缩有利于提高产品质量。为进一步研究振动对成型产品的作用特性,本研究对压缩物料内热量、应力分布及传递规律
学位
审辩式阅读是一种基于理性思维理念的深度阅读方式。小学语文审辩式阅读教学是开启小学生审辩式阅读学习和引导小学生发展深度阅读技能与适应信息时代阅读生活的正式教学载体。然而,从整体上看,当前学界关于小学审辩式阅读教学问题的探究还处于比较零散的状态,缺乏相对完整的理论探讨与系统的实践探究。鉴于此,本研究在积极吸取相关研究成果和充分反思其研究局限的基础上,坚持系统论理念,采用系统分析法、教育实验法和问卷调查
学位
海洋和极地是地球上重要的生态系统。海洋覆盖地球表面积的71%,温度、盐度、洋流、光照强度等理化因素影响着海洋的动态变化;极地常年被积雪覆盖,气温极低,几乎没有植物生长,对气候变化特别敏感。在这复杂的生态环境中,微生物是食物链的重要组成部分,在能量流动和物质循环包括碳循环、氮循环、硫循环等中发挥着十分重要的作用。利用宏基因组测序技术,研究微生物的群落变化和生态学功能对于阐述全球物质化学循环具有重要意
学位
磁光效应利用处于磁场中的物质改变近共振入射光的吸收和色散特性,是人类研究微观世界的主要手段之一。磁光效应有很多种,包括塞曼效应、磁光双共振效应、法拉第旋光效应和磁光克尔效应等。磁光效应可用于对磁场进行精密测量。基于塞曼效应和磁光双共振效应的原子磁力仪,是一种将磁场测量转化为频率测量的仪器,是目前人类测量磁场的最灵敏的手段之一。原子磁力仪在地球物理学研究、考古发掘、基础科研、生物医疗、工程建设和环境
学位
生物发光是一种常见的自然现象,是萤光素酶催化底物氧化同时释放光能的过程。生物发光不同于荧光,不需要外界的激发光,因此不会产生光漂白、自发荧光等现象干扰实验结果;而且正常生物体的细胞组织不会发光,所以生物发光在应用中有快速、灵敏、背景信号低、信噪比高等优点。在各种生物发光体系中,萤火虫生物发光是目前研究最为完善、同时也是应用最为广泛的生物发光体系,目前已被广泛应用于化合物的高通量筛选、检测相关酶的活
学位
在现存五万五千余首唐代诗歌中,据笔者统计,抒写离情别绪的数量在五千首之上,占十分之一强。可以说送别是最为唐人青睐的主题之一,送别诗的艺术魅力一直为后世所称道,严羽言:“唐人好诗,多是征戍、谴谪、行旅、离别之作,往往能感动激发人意。”清代的胡寿芝也说:“唐人多于迁谪、行旅、别离中得好句。”送别诗在唐代的繁盛局面,不仅得益于历史悠久的赋诗送别的文学传统,也得益于唐代社会风靡的送别习俗。梳理唐前送别诗歌
学位
如何控制快速增长的医疗费用一直是我国医疗改革面临的主要挑战,其中药品费用的居高不下更是一大难题。近些年,药品费用占医疗费用的比重虽然开始有所下降,但2009年的这一比重依然高达40.3%。西方市场经济国家的这一比重一般不超过20%。在大多数经济发达国家,这一比重鲜有超过25%。即便在被认为偏重用药的东亚发达国家(日本和韩国)中,这一比重一般也不超过30%。药品费用居高不下,不仅加重患者的医疗负担,
学位
经验概念是胡塞尔中后期现象学哲学的一个核心概念,它构成了其现象学哲学分析的起点。超越论还原所达到的纯粹意识及其构造成就,他称之为超越论经验。超越论经验主要包括自身经验和陌生经验。如果用一句话来概括胡塞尔的经验概念,那么就如本文标题所言“纯粹意识的绝对事实”。这里的纯粹意识是绝对意识的意思,指构造时间的绝对意识流;这里的事实也不是与本质相对的事实,而是纯粹意识本身的时间化、具身化、世界化。这不是一般
学位
作为人类生存和发展必不可少的资源,水、能源、粮食三者之间的关系日益密切,水安全、能源安全、粮食安全三大目标间的矛盾和冲突逐渐凸显,已经成为掣肘可持续发展、生态文明建设、国家安全体系构建的新约束。近年来,水-能源-粮食纽带关系(Water-Energy-Food Nexus)在国际上备受关注。水-能源-粮食纽带关系意味着来自任何一个领域的问题或政策,对其他领域造成的影响将越来越不可忽略。然而,在我国
学位