高溫脅迫下枇杷果皮的差異蛋白質組研究.pdf

1、枇杷是一種亞熱帶重要水果，多在夏季高溫時節(jié)成熟收獲，且多數(shù)枇杷品種對高溫的抵抗能力較弱，易受高溫脅迫而產生“日灼”現(xiàn)象，嚴重影響經濟效益。本研究用人工高溫(40℃)處理不同果實發(fā)育階段(青果期、轉色期和黃熟期)的枇杷(Eriobotrya japonica(Thunb.)Lindl.)，通過測定果皮生理生化指標的變化，并利用比較蛋白質組學技術，探討了不同發(fā)育程度的枇杷果皮對高溫的分子響應機理。
　　我們測定了高溫脅迫下枇杷果皮膜透

2、性、脯氨酸含量、MDA和H2O2含量的變化以及細胞防御和呼吸代謝相關的各種酶活性的變化，發(fā)現(xiàn)在高溫脅迫下不同果實發(fā)育階段的枇杷果皮中各種生理指標有不同的變化規(guī)律。同時，通過雙向電泳技術共發(fā)現(xiàn)了高溫誘導下枇杷果皮差異表達的68個蛋白，其中有36個蛋白上調，28個蛋白下調，4個蛋白不規(guī)則變化；68個蛋白中，有22個蛋白僅在青果期差異表達，35個蛋白僅在轉色期差異表達，7個蛋白僅在黃熟期差異表達，2個蛋白在青果期和轉色期都有差異表達，1個蛋白

3、在轉色期和黃熟期都有差異表達，1個蛋白在青果期和黃熟期都有差異表達。用MALDI-TOF-TOF/MS鑒定和數(shù)據庫檢索成功鑒定出55個差異表達蛋白，根據蛋白的主要生理功能分類，包括熱激蛋白和分子伴侶(9％)、抵抗脅迫相關蛋白(15%)、能量代謝相關蛋白(27%)、光合作用相關蛋白(15%)、蛋白合成相關蛋白(11%)等。對關鍵差異表達蛋白HSP70和乙醇脫氫酶進行Western Blot分析，其結果同雙向電泳結果一致，進一步證實了HSP

4、70和乙醇脫氫酶在高溫脅迫下的枇杷果皮中表達模式。
　　本研究首次發(fā)現(xiàn)了不同發(fā)育階段枇杷果皮對高溫脅迫有不同的響應機制：
　　在青果期果皮中高溫誘導抗氧化類蛋白表達，增加防御相關酶的生理活性和Pro含量。該結果說明在高溫脅迫下青果期果皮中各種響應脅迫的防御機制加強了運作，從而提高了果實在短期高溫環(huán)境下的耐受力。
　　在轉色期果皮中，高溫使MDA和H2O2含量上升，且高溫下各種防御相關蛋白的含量和抗性酶活性沒有變化或下降

5、。同時，高溫下轉色期果皮中無氧呼吸和光呼吸相關酶上調。這些結果表明，高溫環(huán)境下轉色期果皮未能及時啟動抗性酶等防御脅迫的機制，高溫脅迫破壞了果皮中各種代謝的平衡，最終導致果皮中不完全氧化物等有毒物質積累，使得轉色期的果實更容易受高溫傷害。這些結果共同揭示了“日灼”現(xiàn)象易發(fā)于枇杷轉色期的原因。
　　在高溫脅迫下的黃熟期枇杷果皮差異表達的蛋白較少（7個），黃熟期果皮中高溫導致下調表達的蛋白包括抵御病原脅迫和清除活性氧相關蛋白、蛋白糖基化

6、相關蛋白的，這些蛋白的表達不利于果皮細胞中保護和修復機制的正常運轉。同時，高溫脅迫下黃熟期果皮中的各種脅迫相關指標和抗氧化酶活性的變化未呈現(xiàn)出統(tǒng)一規(guī)律，對此還需進一步研究。
　　總之，本研究通過觀察不同發(fā)育期枇杷果皮在高溫（1.5h、40℃）下誘導表達的差異蛋白組的情況，結合生理指標進行分析，較為全面地概括出了三個發(fā)育階段（青果期，轉色期，黃熟期）枇杷果皮中響應高溫脅迫的不同的分子機制?？寡趸负偷鞍酌阁w等防御體系，以及無氧呼吸和