小黑楊(Populus simonii×P.nigra)根應(yīng)答NaCl脅迫生理與蛋白質(zhì)組學(xué)分析
發(fā)布時(shí)間:2021-10-25 17:17
土壤鹽漬化是影響農(nóng)作物生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境的主要因素之一,小黑楊(Populus simonii×P.nigra)是小葉楊(P simonii)與歐洲黑楊(P.nigra)的雜交種,具有輕度耐鹽能力,廣泛應(yīng)用于綠化和造林。植物根是感知鹽脅迫信號(hào)的首要部位,研究小黑楊根的鹽脅迫應(yīng)答機(jī)制具有重要意義。本研究以小黑楊根作為研究材料,利用形態(tài)學(xué)、生理學(xué)與定量蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)研究不同NaCl脅迫下小黑楊根的脅迫應(yīng)答機(jī)制。發(fā)現(xiàn)NaCl脅迫導(dǎo)致小黑楊根的膜透性受損傷、滲透保護(hù)物質(zhì)(脯氨酸、甜菜堿和可溶性糖)積累、抗氧化物酶活性增加。同時(shí)定量蛋白質(zhì)組學(xué)研究發(fā)現(xiàn)在鹽脅迫應(yīng)答的小黑楊根中有75種蛋白質(zhì)豐度變化,這些蛋白質(zhì)主要參與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、脅迫與防御、膜與轉(zhuǎn)運(yùn)、糖與能量代謝、以及蛋白質(zhì)合成、加工與降解過程。通過整合生理學(xué)與蛋白質(zhì)組學(xué)研究結(jié)果,我們初步發(fā)現(xiàn)了小黑楊根應(yīng)答NaCl脅迫的策略與機(jī)制,主要包括:1)在NaCl脅迫下,根據(jù)小黑楊形態(tài)變化和相對(duì)含水量降低顯示小黑楊根的生長(zhǎng)受到抑制,且隨著脅迫強(qiáng)度的增加,抑制作用更加明顯;(2)小黑楊根啟動(dòng)超氧化物歧化酶、過氧化氫酶、抗壞血酸-谷胱甘肽循環(huán)、谷胱甘肽過氧化物酶/谷...
【文章來源】:東北林業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:50 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖3_1?NaCl脅迫卜小黑楊幼苗形態(tài)學(xué)的變化??
?3結(jié)果???丙二醛作為生物膜氧化物質(zhì),會(huì)對(duì)植物細(xì)胞造成嚴(yán)重毒害作用,傷害植物細(xì)胞膜。在鹽??脅迫條件下,150mM?NaCl脅迫對(duì)小黑楊根中丙二醛含量沒有產(chǎn)生明顯影響,但當(dāng)濃度??達(dá)到250mM時(shí),小黑楊根中丙二醛含量明顯增加(圖3-4A),而小黑楊根中的電解質(zhì)??外滲率與對(duì)照相比,在不同NaCl脅迫下均顯著上升,且隨著鹽脅迫濃度升高,電解質(zhì)??外滲率逐漸增加(圖3-4B)。這些結(jié)果表明,鹽脅迫對(duì)小黑楊根的細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)造成氧化??損傷,而且高濃度鹽脅迫對(duì)小黑楊根的細(xì)胞膜損傷尤其嚴(yán)重。??A?30「?B?窆?80「?a??in;::?■?I?n£4〇"n?I?I??0?150?250?mM?0?150?250?mM??NaCl?treatment?NaCl?treatment??NaCl處理?NaCl處理??圖3-4?NaCl脅邊下小黑楊根丙二醛含量與電解質(zhì)外滲率??(A)丙二醛含(B)屯解質(zhì)外滲率??Figure?3-4?Malonaldehyde?(MDA)?content?and?relative?electrolyte?leakage?in?roots?from?Populus?simonii?x?R??nigra?under?NaCl?treatment.??(A)?MDA?content;?(B)?relative?electrolyte?leakage??3.4?NaCl脅迫對(duì)小黑楊根抗氧化系統(tǒng)的影響??3.4.1?NaCl脅迫對(duì)小黑楊根02_產(chǎn)生速率與H202含量的影響??鹽脅迫能引起植物細(xì)胞內(nèi)的活性氧自由基(R0S)積累。而植物體內(nèi)ROS過量積累會(huì)??打破細(xì)胞內(nèi)的氧化還原平
?東北林業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文???生成H202,這些H202又可通過氧化氫酶(CAT)和過氧化物酶(POD)途徑降解清??除,也可通過抗壞血酸-谷胱甘肽(AsA-GSH)循環(huán)來清除。如圖3-6所示,在150mM??NaCl脅迫下,小黑楊根中SOD活性不變,當(dāng)濃度升高到250mM時(shí),SOD活性顯著增??加(圖3-6),這表明,小黑楊根中SOD清除Of的途徑在高濃度NaCl脅迫下受到了激??活。??A?^?1.4「?a?8?0-35?■??ill:丨:b?_?_?賴:_?i?_??0?150?250?mM?0?150?250?mM??NaCl?treatment?NaCl?treatment??NaCl處理?NaCl處理??圖3-5?NaCl脅迫下小黑楊根超氧陰離子生成速率與過氧化氫含量??(A)超氧陰離子生成速率;(B)過氧化氫含量??Figure?3-5?O2"?generation?rate?and?H2O2?content?in?roots?from?Populus?simonii?x?P.?nigra?under?NaCl??treatment.??(A)?02'?generation?rate;?(B)?H2〇2?content??60「?a??ll:C:ri?*?I??S|'e2〇.h?u?m??1?5?7?l:ll?.?1?.?■.??0?150?250?mM??NaCl?treatment??NaCl處理??圖3-6?NaCl脅迫下小黑楊根超氧化物歧化酶活性??Figure?3-6?SOD?activity?in?roots?from?Populus?sim
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]鈣離子對(duì)鹽脅迫小麥幼苗氮代謝的影響[J]. 王志強(qiáng),王春麗,王同朝,林同保. 生態(tài)學(xué)報(bào). 2009(08)
[2]鹽脅迫下8個(gè)轉(zhuǎn)基因小黑楊株系的抗逆性比較[J]. 黃海嬌,胡雪婷,李慧玉,姜靜,李志新,王雷. 森林工程. 2009(04)
[3]植物鹽脅迫生理及其適應(yīng)性調(diào)控機(jī)制的研究進(jìn)展[J]. 喬慧萍,李建設(shè),雍立華,艾鳳舞. 寧夏農(nóng)林科技. 2007(03)
[4]鹽脅迫對(duì)植物影響的研究進(jìn)展[J]. 楊少輝,季靜,王罡,宋英今. 分子植物育種. 2006(S1)
[5]栽植密度對(duì)小黑楊人工林木材解剖特性的影響[J]. 任海青,劉杏娥,江澤慧,汪佑宏,虞華強(qiáng). 林業(yè)科學(xué)研究. 2006(03)
[6]楊樹——林木基因組學(xué)研究的模式物種[J]. 張勇,張守攻,齊力旺,陳小強(qiáng),陳瑞陽(yáng),宋文芹. 植物學(xué)通報(bào). 2006(03)
[7]向小黑楊轉(zhuǎn)化蜘蛛殺蟲毒素基因(英文)[J]. 林同,王志英,劉寬余,景天忠,張傳溪. 昆蟲學(xué)報(bào). 2006(04)
[8]鹽害生理與植物抗鹽性[J]. 曾洪學(xué),王俊. 生物學(xué)通報(bào). 2005(09)
[9]鹽脅迫下鹽芥滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的積累及其滲透調(diào)節(jié)作用[J]. 劉愛榮,趙可夫. 植物生理與分子生物學(xué)學(xué)報(bào). 2005(04)
[10]活性氧、自由基與植物的衰老[J]. 楊淑慎,高俊鳳. 西北植物學(xué)報(bào). 2001(02)
博士論文
[1]星星草(Puccinellia tenuiflora)葉綠體Na2CO3脅迫應(yīng)答的生理學(xué)與定量蛋白質(zhì)組學(xué)研究[D]. 張恒.東北林業(yè)大學(xué) 2012
[2]鹽脅迫對(duì)大豆光合作用和抗氧化系統(tǒng)的影響及其調(diào)控機(jī)制[D]. 陸開形.浙江大學(xué) 2008
本文編號(hào):3457846
【文章來源】:東北林業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:50 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖3_1?NaCl脅迫卜小黑楊幼苗形態(tài)學(xué)的變化??
?3結(jié)果???丙二醛作為生物膜氧化物質(zhì),會(huì)對(duì)植物細(xì)胞造成嚴(yán)重毒害作用,傷害植物細(xì)胞膜。在鹽??脅迫條件下,150mM?NaCl脅迫對(duì)小黑楊根中丙二醛含量沒有產(chǎn)生明顯影響,但當(dāng)濃度??達(dá)到250mM時(shí),小黑楊根中丙二醛含量明顯增加(圖3-4A),而小黑楊根中的電解質(zhì)??外滲率與對(duì)照相比,在不同NaCl脅迫下均顯著上升,且隨著鹽脅迫濃度升高,電解質(zhì)??外滲率逐漸增加(圖3-4B)。這些結(jié)果表明,鹽脅迫對(duì)小黑楊根的細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)造成氧化??損傷,而且高濃度鹽脅迫對(duì)小黑楊根的細(xì)胞膜損傷尤其嚴(yán)重。??A?30「?B?窆?80「?a??in;::?■?I?n£4〇"n?I?I??0?150?250?mM?0?150?250?mM??NaCl?treatment?NaCl?treatment??NaCl處理?NaCl處理??圖3-4?NaCl脅邊下小黑楊根丙二醛含量與電解質(zhì)外滲率??(A)丙二醛含(B)屯解質(zhì)外滲率??Figure?3-4?Malonaldehyde?(MDA)?content?and?relative?electrolyte?leakage?in?roots?from?Populus?simonii?x?R??nigra?under?NaCl?treatment.??(A)?MDA?content;?(B)?relative?electrolyte?leakage??3.4?NaCl脅迫對(duì)小黑楊根抗氧化系統(tǒng)的影響??3.4.1?NaCl脅迫對(duì)小黑楊根02_產(chǎn)生速率與H202含量的影響??鹽脅迫能引起植物細(xì)胞內(nèi)的活性氧自由基(R0S)積累。而植物體內(nèi)ROS過量積累會(huì)??打破細(xì)胞內(nèi)的氧化還原平
?東北林業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文???生成H202,這些H202又可通過氧化氫酶(CAT)和過氧化物酶(POD)途徑降解清??除,也可通過抗壞血酸-谷胱甘肽(AsA-GSH)循環(huán)來清除。如圖3-6所示,在150mM??NaCl脅迫下,小黑楊根中SOD活性不變,當(dāng)濃度升高到250mM時(shí),SOD活性顯著增??加(圖3-6),這表明,小黑楊根中SOD清除Of的途徑在高濃度NaCl脅迫下受到了激??活。??A?^?1.4「?a?8?0-35?■??ill:丨:b?_?_?賴:_?i?_??0?150?250?mM?0?150?250?mM??NaCl?treatment?NaCl?treatment??NaCl處理?NaCl處理??圖3-5?NaCl脅迫下小黑楊根超氧陰離子生成速率與過氧化氫含量??(A)超氧陰離子生成速率;(B)過氧化氫含量??Figure?3-5?O2"?generation?rate?and?H2O2?content?in?roots?from?Populus?simonii?x?P.?nigra?under?NaCl??treatment.??(A)?02'?generation?rate;?(B)?H2〇2?content??60「?a??ll:C:ri?*?I??S|'e2〇.h?u?m??1?5?7?l:ll?.?1?.?■.??0?150?250?mM??NaCl?treatment??NaCl處理??圖3-6?NaCl脅迫下小黑楊根超氧化物歧化酶活性??Figure?3-6?SOD?activity?in?roots?from?Populus?sim
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]鈣離子對(duì)鹽脅迫小麥幼苗氮代謝的影響[J]. 王志強(qiáng),王春麗,王同朝,林同保. 生態(tài)學(xué)報(bào). 2009(08)
[2]鹽脅迫下8個(gè)轉(zhuǎn)基因小黑楊株系的抗逆性比較[J]. 黃海嬌,胡雪婷,李慧玉,姜靜,李志新,王雷. 森林工程. 2009(04)
[3]植物鹽脅迫生理及其適應(yīng)性調(diào)控機(jī)制的研究進(jìn)展[J]. 喬慧萍,李建設(shè),雍立華,艾鳳舞. 寧夏農(nóng)林科技. 2007(03)
[4]鹽脅迫對(duì)植物影響的研究進(jìn)展[J]. 楊少輝,季靜,王罡,宋英今. 分子植物育種. 2006(S1)
[5]栽植密度對(duì)小黑楊人工林木材解剖特性的影響[J]. 任海青,劉杏娥,江澤慧,汪佑宏,虞華強(qiáng). 林業(yè)科學(xué)研究. 2006(03)
[6]楊樹——林木基因組學(xué)研究的模式物種[J]. 張勇,張守攻,齊力旺,陳小強(qiáng),陳瑞陽(yáng),宋文芹. 植物學(xué)通報(bào). 2006(03)
[7]向小黑楊轉(zhuǎn)化蜘蛛殺蟲毒素基因(英文)[J]. 林同,王志英,劉寬余,景天忠,張傳溪. 昆蟲學(xué)報(bào). 2006(04)
[8]鹽害生理與植物抗鹽性[J]. 曾洪學(xué),王俊. 生物學(xué)通報(bào). 2005(09)
[9]鹽脅迫下鹽芥滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的積累及其滲透調(diào)節(jié)作用[J]. 劉愛榮,趙可夫. 植物生理與分子生物學(xué)學(xué)報(bào). 2005(04)
[10]活性氧、自由基與植物的衰老[J]. 楊淑慎,高俊鳳. 西北植物學(xué)報(bào). 2001(02)
博士論文
[1]星星草(Puccinellia tenuiflora)葉綠體Na2CO3脅迫應(yīng)答的生理學(xué)與定量蛋白質(zhì)組學(xué)研究[D]. 張恒.東北林業(yè)大學(xué) 2012
[2]鹽脅迫對(duì)大豆光合作用和抗氧化系統(tǒng)的影響及其調(diào)控機(jī)制[D]. 陸開形.浙江大學(xué) 2008
本文編號(hào):3457846
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