坛紫菜高温胁迫应答的定量差异蛋白质组学研究

发布时间：2020-08-07 07:23

【摘要】：坛紫菜(Pyropia haitanensis)是我国南方沿海传统大宗的水产养殖品种,然而全球气候变暖已逐渐成为影响坛紫菜产量和质量的重要环境因素。为保证坛紫菜栽培的可持续发展,国内多个课题组选育出了多个耐高温型坛紫菜新品系,并已在生产上大面积推广应用,取得了显著的经济效益,但目前对这些耐高温型新品系的高温抗性机理仍不清楚。本实验采用叶绿素荧光测量技术以及iTRAQ定量差异蛋白质组学技术对坛紫菜耐高温型品系Z-61叶状体的高温胁迫抗性机制进行了初步研究,主要研究结果如下:1、采用叶绿素荧光测量技术比较了坛紫菜叶状体在不同暗处理时间、诱导曲线不同测量点的时间间隔、不同光照强度下的光合作用效率以及光合作用日变化,并通过数据统计分析结果表明坛紫菜光合作用效率测定时的的最佳参数设置为:PAR为100μmol·m~(-2)·s~(-1),诱导曲线测量点时间间隔为30 s,叶状体暗处理时间为15 min,每天最佳的测量时间为:10:30~16:30。2、采用叶绿素荧光测量技术比较了坛紫菜耐高温型品系Z-61和野生型品系叶状体在高温(29℃)胁迫不同时间水平(0 h、3 h、6 h、12 h、24 h、48 h、96 h、144 h)下的的光合作用效率,结果表明Z-61品系在高温胁迫下比野生型品系的光合作用效率衰减速度更为缓慢,衰减的程度也更低;并且Z-61品系在长时间的高温胁迫下光保护能力仍然能恢复到初始水平,而野生型则无法恢复。从实验结果中还可以看出高温胁迫48 h为Z-61品系的耐高温极限时间点,而野生型品系的耐高温极限时间点则要早得多,为24 h。这些结果说明Z-61品系比野生型品系具有更强的耐高温性能。3、采用iTRAQ技术对坛紫菜耐高温型品系Z-61叶状体在高温胁迫不同水平(0 h、3h、6 h、12 h、24 h、48 h、96 h、144 h)下的蛋白质组学进行定量差异比较,共筛选出与坛紫菜高温胁迫应答相关蛋白283个。对这些差异表达蛋白进行功能富集分析,结果发现在高温胁迫下,坛紫菜叶状体细胞内会合成并累积各种应激蛋白以及抗氧化剂来减少高温胁迫对细胞的损伤,并通过抑制光合作用、蛋白氨基酸代谢、呼吸代谢等其它生物代谢过程,以积蓄能量应对高温胁迫对机体的损伤,并维持细胞内的代谢平衡和机体的正常生长。4、结合高温胁迫不同时间水平光合效率参数的测定结果,以及定量差异蛋白质组学的分析结果,可知坛紫菜耐高温型品系Z-61的耐高温特性主要体现在比野生型品系对高温的感知更敏感,并能更快地针对高温胁迫引起的体内代谢失常现象做出应激反应,进行及时修复和维持细胞内的代谢平衡,从而使得耐高温品系可以在较长时间的高温胁迫下正常生长。
【学位授予单位】：集美大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S917.3
【图文】：

图 1.1 iTRAQ 试剂结构Fig.1.1 The structure of the iTRAQ reagent图 1.2 iTRAQ 试剂标记肽段Fig.1.2 The processing of peptides labeled by iTRAQ reagents

集美大学硕士学位论文 坛紫菜高温胁迫应答的定量差异蛋白质组学第 3 章 结果3.1 坛紫菜叶状体对高温胁迫的光合响应3.1.1 坛紫菜叶状体光合作用适用的参数设定3.1.1.1 坛紫菜叶状体最适合的光照强度 PAR 选择坛紫菜叶状体在 50 μmol·m-2·s-1、100 μmol·m-2·s-1、150 μmol·m-2·s-1三种不同的光强度下的 Y(Ⅱ)曲线变化情况如图 3.1 所示。从图中可以看出，坛紫菜叶状体在 50 μm-2·s-1光照条件下 Y(Ⅱ)值最高，PAR 为 100 μmol·m-2·s-1的情况次之，而 PAR 为 150 μmo-2·s-1时 Y(Ⅱ)值最低。而在三个不同的 PAR 情况下，只有在 PAR 为 100 μmol·m-2·s-1时Y(Ⅱ)值曲线是逐渐趋于平稳的。因此，PAR 为 100 μmol·m-2·s-1是最适合对坛紫菜叶状进行光合作用效率测量时的光照强度。

图 3.2 不同时间间隔下坛紫菜叶状体的有效量子产量Fig.3.2 The Yield of P. haitanensis thallus under different time interval3.1.1.3 坛紫菜叶状体暗处理时间设定坛紫菜叶状体在暗处理 5 min、10 min、15 min、20 min、25 min、30 min 情况下最大量子产量 Fv/Fm 变化如图 3.3 所示。从图中可以看出随着暗处理时间的增加 Fv/Fm 本处于上升趋势，而暗处理 5 min 和 10 min 的梯度所测量到的 Fv/Fm 比其他暗处理梯下的数值要小并且差异显著（P<0.05），暗处理时间从 15 min 开始 Fv/Fm 的测量值便到最大，暗处理时间超过 15 min 后所测量到的 Fv/Fm 差异均不显著（P>0.05）。因此叶绿素荧光参数测定时，最佳的坛紫菜叶状体暗处理时间为 15 min。

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本文编号：2783677