外源亚精胺对高温胁迫下番茄幼苗叶片蛋白质组和抗氧化系统的影响
发布时间：2020-06-14 10:38
【摘要】：高温是影响植物生育的一种非生物胁迫,直接影响植株的生理生化过程,间接改变植物的生育模式,影响幼苗的形态建成。番茄(Lycopersicon esculentum Miller)是一种主要的设施栽培蔬菜作物,在春末、夏秋季的温室生产中,高温胁迫已成为限制生产的重要因子。多胺(Polyamines,PAs)是植物生长的一种调节物质,是多聚阳离子的低分子量脂肪族含氮化合物,包括腐胺(putrescine,Put)、亚精胺(spermidine,Spd)和精胺(spermine,Spm)等,调控植物的生育过程,参与植物对非生物胁迫的响应。本研究采用高温敏感型番茄品种'浦红968'为试验材料,运用基质栽培方式,通过叶面喷施外源亚精胺(ImMSpd),研究外源Spd对高温胁迫下番茄幼苗叶片蛋白质组和抗氧化防御系统的影响,探究外源Spd缓解高温胁迫的相关机制。主要研究结果如下:1.外源Spd显著缓解了高温胁迫对番茄幼苗生长的抑制。双向电泳(2-DE)结合串联飞行时间质谱技术(MALDI-TOF/TOF-MS),鉴定得到67个差异蛋白点响应高温胁迫和/或外源Spd,主要涉及光合作用、抗氧化和防御响应、氨基酸代谢、蛋白合成折叠和降解、能量和代谢、信号转导;其中大多数蛋白参与光合作用、细胞防御响应和能量代谢,且大部分被外源Spd诱导上调,说明Spd促进高温胁迫下番茄叶片的光合作用、抗氧化防御和能量代谢。通过蛋白质组研究发现,Spd通过调节高温胁迫下番茄叶片蛋白质的表达水平,增强番茄植株的高温耐性。2.高温胁迫下,番茄幼苗叶片ROS(O2·-产生速率和H2O2含量)显著升高,膜脂过氧化损伤加重。外源Spd处理不同程度地提高了高温胁迫下番茄幼苗叶片的抗氧化酶活性,上调抗氧化酶相关基因的表达水平;同时,外源Spd处理显著增加番茄幼苗叶片中的抗氧化剂(AsA和GSH)含量,提高还原型AsA和GSH所占的比例,维持细胞内的氧化还原平衡。外源Spd可以通过激活抗氧化酶和非酶抗氧化剂这两大抗氧化系统,显著降低O2·-产生速率和H2O2、MDA含量,缓解高温胁迫对番茄幼苗造成的氧化伤害,降低膜脂过氧化程度。3.为进一步探究高温胁迫下外源Spd诱导产生的抗氧化耐性,研究高温胁迫下外源Spd诱导促分裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)级联途径参与高温胁迫下的抗氧化防御。施用MAPK级联途径抑制剂PD98059研究MAPK级联途径在Spd诱导产生的抗氧化系统中的作用。结果显示,外源Spd可以通过提高抗氧化酶活性及相关基因表达来缓解高温胁迫造成的氧化伤害。利用MAPK抑制剂PD98059(10μmol·L-1)处理显著加重高温胁迫造成的氧化损伤,同时,也在处理的较短时间内明显抑制了 Spd诱导的抗氧化酶活性及相关基因表达的增加。上述结果表明,MAPK参与外源Spd诱导的抗氧化防护过程,可能与外源Spd诱导产生的高温耐性有关。
【学位授予单位】：南京农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S641.2
【图文】：
也作为信号分子参与逆境信号转导，调节各种基本的细胞过程，越来越多非生物胁迫逡逑耐性显示为多胺在信号过程中的作用，而不是由于他们自身的积累（Ｐｄｌｅｔａｌ．，２０１５）。逡逑多胺代谢与ＡＢＡ、Ｈ２０２、ＮＯ和Ｃａ２＋等相互联系构成信号转导网络（图１－２），协同逡逑作用响应逆境胁迫（Ｍａｒｃｏ邋ｅｔａｌ．，邋２０１１）。逡逑ＳＴＲＥＳＳ邋＜Ｖ逦－ｎ＿邋ｃａ＞逡逑ｆ＾ｄ＾３—ｆ逦＼邋ａｐｏｐｌａｓｔ逡逑＼邋？逦Ｃ邋，逦＾＾Ｓｉ２Ｕ２＾１逦＾邋ＴＥＲＭＩＮＡＬ逡逑ｐｏｌｙａｍｉｎｅｓ邋＾ＢＡＣＫ－ｃｏＮＶＥＲｓｉｏＮｊｙ＾ＶＣ＇＾逦ｃａｔａｂｏｌｉｓｍ逡逑ｐｒｏｔｅｉｎ邋ｋｉｎａｓｅｓ逦＾逦＾逡逑＾一＂Ｔ邋？＾邋Ｓ－ｎ丨ｔｒｏｓｙ丨ａｔｅｄ邋／逡逑灥邋ｆ－Ｊ逡逑ＧＥＮＥ邋ＥＸＰＲＥＳＳＩＯＮ邋Ｊ逦Ｉ邋／逦Ｖ逦Ｊ逡逑＼，一＾ｎｉ／ｄｅｔ／ｓ逦／逦／逡逑＿＞逦ＭＡＰＫ邋ｃａｓｃａｄｅ逦／逡逑图１－２多胺介导的信号传导途径示意图（引自Ｐ６１邋ｅｔａｌ．，２０１５）逡逑Ｆｉｇ邋１－２邋Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｓｉｇｎａｌｉｎｇ邋ｒｏｕｔｅｓ邋ｍｅｄｉａｔｅｄ邋ｂｙ邋ｐｏｌｙａｍｉｎｅｓ逡逑（Ｃｉｔｅｄ邋ｆｒｏｍ邋Ｐａｌ邋ｅｔ邋ａｌ．，邋２０１５）逡逑６逡逑
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【学位授予单位】：南京农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
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