不同山黧豆品系生理生化及蛋白表達譜的比較研究.pdf

1、山黧豆具有許多優(yōu)良的生物以及農(nóng)學(xué)性狀，對環(huán)境具有廣泛的適應(yīng)性，一般認(rèn)為山黧豆中所含的神經(jīng)毒素ODAP是引起人或動物神經(jīng)中毒的主要原因，但山黧豆的高營養(yǎng)價值和對環(huán)境的廣泛適應(yīng)性是其禁而不絕的主要原因。本研究將不同山黧豆品系的田間生物學(xué)性狀、毒素含量、抗逆生理生化、蛋白表達譜聯(lián)合起來進行分析研究，這將為山黧豆種質(zhì)資源的研究和開發(fā)利用提供新的思路，并可為在不影響其抗逆性的同時培育低毒和無毒的山黧豆品系提供重要的參考。主要研究結(jié)果概括如下：

2、 1.通過在生物園中引種30個山黧豆品系，對其毒素含量和花、種子等生殖器官的形態(tài)特征的比較分析發(fā)現(xiàn)，1)毒素β-ODAP的含量極其不穩(wěn)定，同一品種在不同年份毒素含量有明顯差異，甚至在播種前后也不盡相同，其中8拌永壽山黧豆毒素含量最高，6＃扁莢山黧豆和9＃肉色扁莢山黧豆最低；2)6＃、7＃阿麻山黧豆、9＃的花及種子的形態(tài)特征與其他品系差別很大，尤其6＃和9＃兩個品系的抗?jié)衬芰γ黠@較弱。 2.通過對高(8＃)、中(7＃})、低(

3、9＃)毒三個有代表性的品系進行生理生化的研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，1)可溶性糖和脯氨酸等小分子滲透物質(zhì)、SOD和POD等抗氧化酶類在盆栽10d的幼苗中的基礎(chǔ)含量均是8＃最高，7＃次之，9＃最低；2)高毒品系8＃的莖桿及主根明顯粗壯，且側(cè)根多而長，葉片較大，千粒重也明顯較高。這表明毒素含量較高的7＃和8＃品系其抗逆性、產(chǎn)草量、產(chǎn)籽量均優(yōu)于低毒品系9群。 3分別利用SDS-PAGE和2-DE電泳對7＃、8＃、9＃品系的蛋白表達情況進行了比較研

4、究，并重點對2-DE表達譜進行了分析比較，差異分析結(jié)果顯示，7＃和8＃、8＃和9＃、7＃和9＃兩兩間分別有21、41、36個差異表達的蛋白點。采用MALDI-TOF/TOF或IXQ(LC-MS-MS)技術(shù)對8＃和9＃品系間的8個有顯著差異的蛋白點進行了質(zhì)譜鑒定，并通過MASCOT、NCBI、SWISS-PROT等數(shù)據(jù)庫對各差異蛋白的功能進行了研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：1)低毒品系9＃中消失的20kDa伴侶蛋白(20 kDa chaperonin，

5、chloroplast precursor)主要在體內(nèi)與cpn60家族協(xié)同作用，促進核酮糖-1，5-二磷酸羧化酶/加氧酶(Rubisco)大小亞基裝配成活性的全酶，利于CO2的固定；下調(diào)的果糖1，6-二磷酸醛縮酶(Fructose-bisphosphate aldolase 2 FDA，chloroplast)主要與葉片淀粉的生物合成能力和蔗糖產(chǎn)量的提高有關(guān)，而下調(diào)的OSJNEb05K22 5’(Oryza sativa Japonic

6、a Group cDNA clone，mRNA sequence)編碼蛋白與葉綠體前體、光系統(tǒng)I反應(yīng)中心的亞單位IV(PSI-E)具73％同源性。顯然，這三個蛋白均與碳水化合物的形成有關(guān)，其表達量的下調(diào)或者消失與9＃品系產(chǎn)草量和產(chǎn)籽量相對較低有密切關(guān)系。2)新生多肽相關(guān)復(fù)合體(Nascent polypeptide-associated complex NAC，UBA-like)和核糖核蛋白(ribonucleoprotein RNP)

7、在8＃和9＃表現(xiàn)為位置的相對遷移，這可能與蛋白的翻譯后修飾有關(guān)。NAC是一種輔助轉(zhuǎn)錄激活因子，具有多種功能，RNP主要在轉(zhuǎn)錄水平起作用，與許多細胞進程有關(guān)聯(lián)。二者可能主要在基因的選擇性表達過程中起作用，從而使得7＃、8＃、9＃在毒素含量、抗逆性、產(chǎn)草量和產(chǎn)籽量上出現(xiàn)了很大差異。 4利用PEG模擬自然干旱對高毒品系8＃的耐旱生理機制及與毒素含量的關(guān)系進行了初步研究，從而獲悉了山黧豆對干旱的部分適應(yīng)性調(diào)節(jié)機理。同時了解到毒素含量受干