低pH诱导的柑橘叶片蛋白质组及相关生理指标的变化

发布时间：2020-10-16 16:42

　　 土壤酸化严重制约着作物生长和产量,是土壤退化的重要表现形式之一,世界上约30%的不冻土以及12%的作物受土壤酸化的影响。柑橘是热带、亚热带常绿果树,在我国主要栽种于南方酸性和强酸性土壤上,容易受到土壤酸害的影响。本研究以耐低pH(酸)稍强的雪柑(Citrus sinensis)和耐低pH稍弱的酸柚(Citrus grandis)实生苗为试验材料,将营养液pH调节为pH 2.5、pH 3以及pH 6(对照),每天对柑橘实生苗进行不同pH处理,9个月后采用双向电泳(2-DE)技术研究了蛋白质的表达情况,并对相关生理指标进行了测定,旨在从蛋白质组和生理水平研究柑橘耐低pH(H+毒害)的机制,为柑橘高产优质栽培提供科学依据。主要研究结果如下:1、pH 2.5处理雪柑和酸柚实生苗的生长受到了明显的抑制,许多须根已经发黑腐烂。并且,一些酸柚叶片褪色发白,部分雪柑基部叶片开始脱落,但雪柑和酸柚实生苗都未发生死亡。pH 2.5处理的酸柚和雪柑叶片CO2同化、气孔导度和蒸腾速率明显下降。pH 3对雪柑和酸柚实生苗生长及叶片气体交换均无显著影响。2、pH 2.5处理下雪柑和酸柚叶片的葡萄糖、果糖、蔗糖、总的可溶性糖、淀粉以及总的非结构性碳水化合物(TNC)含量升高;唯一例外的是,pH处理并不显著影响柑橘叶片的蔗糖含量。pH2.5处理下雪柑和酸柚叶片的抗坏血酸(ASC)+脱氢抗坏血酸(DHA)含量、ASC含量以及ASC/(ASC+DHA)比降低,pH3处理并不影响上述生理参数。雪柑和酸柚叶片中丙二醛(MDA)含量随pH的降低而增加。pH 2.5诱导的碳水化合物和MDA含量的增加,以及ASC/(ASC+DHA)比、ASC + DHA和ASC含量降低,且酸柚叶片降低程度大于雪柑叶片,这可能与雪柑比酸柚具有较强的耐酸性有关。3、利用基于2-DE的质谱(MS)方法,本研究分别从低pH(pH 2.5和pH 3)处理的雪柑和酸柚叶片中鉴定了 49个和44个差异丰富蛋白(DAP),这些DAP功能涉及碳水化合物和能量代谢、抗氧化和解毒、胁迫响应、蛋白质和氨基酸代谢、脂质代谢、细胞运输、信号传导以及核酸代谢。4、pH 2.5处理降低了参与Rubisco活化、卡尔文循环、碳固定、叶绿体发育、叶绿素合成以及电子传递相关蛋白的丰度,从而导致柑橘叶片叶绿素含量、光合电子传递速率(ETR)和光合作用降低。参与茉莉酸合成和信号传导的蛋白,其丰度在PH2.5处理的雪柑叶中升高,但在pH2.5处理的酸柚叶中降低。综上所述,本研究发现pH2.5处理下雪柑和酸柚叶片受到的氧化伤害较严重,这可能是由于雪柑和酸柚叶片产生的活性氧(ROS)较多、ASC含量较低以及较多抗氧化和解毒相关的蛋白下调等因素共同作用引起的。本研究初步揭示了柑橘实生苗耐低pH(H+)的一些原因,可为高等植物低pH响应研究提供依据。
【学位单位】：福建农林大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：S666
【部分图文】：

ｐＨ?２．５处理雪柑幼苗其基部叶片出现早落现象。与对照相比，ｐＨ?３处理几乎不??影响雪柑和酸柚实生苗的生长，而且，所有处理的雪柑和酸柚实生苗均未出现死??亡现象（图３－１）。??丨邊嘯??图３－１?ｐＨ对雪柑（Ａ）和酸柚（Ｂ）实生苗以及酸柚叶片（Ｃ）的影响??Ｆｉｇｕｒｅ?３－１?Ｅｆｆｅｃｔｓ?ｏｆ?ｐＨ?ｏｎ?Ｃｉｔｒｕｓ?ｓｉｎｅｎｓｉｓ?（Ａ）?ａｎｄ?Ｃｉｔｒｕｓ?ｇｒｃｉｎｄｉｓ?（Ｂ）?ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ?ａｎｄ?Ｃ．??ｇｒａｎｄｉｓ?ｌｅａｖｅｓ?（Ｃ）??１７??

??如图３－２所示，只有ｐＨ?２．５处理的雪柑和酸柚叶其Ｃ０２同化、气孔导度和??蒸腾速率显著降低。除了?ｐＨ２．５处理酸柚叶片胞间（：０２浓度较高，其他处理间??叶片胞间Ｃ０２浓度没有显著性差异。同一处理雪柑和酸柚间的Ｃ０２同化、胞间??ｃｏ２浓度、气孔导度以及蒸腾速率均没有显著性差异。基于光合作用气孔限制理??论（Ｊｏｎｅｓ，?１９７３）?，?ｐＨ?２．５处理诱导降低雪柑和酸柚叶片光合作用不仅仅是由??气孔限制一个因素引起的（图３－２）。??１６?八?ｅ?Ｃ．?ｓｉｎｅｎｓｉｓ?ａ?Ｃ?广??ａ?口?Ｃ．?ｇｒａｎｄｉｓ?ａｂ?ｒ＾－，?ａｂ?〇??ｉｎ?Ｉ?ｉｎ?ｉｎ－２〇〇ｆｉ??ＭＭ：，??〇，?Ｂ?Ｄ??｜：?ｉｎ?ｉｎ．?ｊｎｒｆｉ??ｍ１１１?ＩＩ１１?ｉｎ?１１１?ＩＩＨ：１１??２．５?３?６?２．５?３?６??ｐＨ?ｐＨ??图３－２?ｐＨ对雪柑和酸柚叶片的Ｃ〇２同化（Ａ）、气孔导度（Ｂ）、胞间Ｃ〇２浓度（Ｃ）以及蒸??腾速率（Ｄ）的影响??Ｆｉｇｕｒｅ?３－２?Ｅｆｆｅｃｔｓ?ｏｆ?ｐＨ?ｏｎ?Ｃ〇２?ａｓｓｉｍｉｌａｔｉｏｎ?（Ａ），?ｓｔｏｍａｔａｌ?ｃｏｎｄｕｃｔａｎｃｅ?（Ｂ），?ｉｎｔｅｒｃｅｌｌｕｌａｒ??ＣＯ２?ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ?（Ｃ?）?ａｎｄ?ｔｒａｎｓｐｉｒａｔｉｏｎ?ｒａｔｅ?（Ｄ）?ｉｎ?Ｃ．?ｓｉｎｅｎｓｉｓ?ａｎｄ?Ｃ．?ｇｒａｎｄｉｓ?ｌｅａｖｅｓ．Ｂａｒｓ??ｒｅｐｒｅｓｅｎｔ?ｍｅａｎｓ?士

处理并不显著影响这些参数。此外，雪柑叶蔗糖含量并不随ｐＨ的改变而发生变??化。除了?ｐＨ?２．５处理雪柑叶葡萄糖和果糖含量高于酸柚叶外，其余每个处理酸??柚叶非结构性碳水化合物含量均不低于对应处理的雪柑叶（图３－３）。??２．５?八?■?Ｃ．?ｓｉｎｅｎｓｉｓ?ａ?ｑ?１５?｜??＾２．０?－?＾?…一．鬥?ｂ?ｂ?ｉｆ??ｔ：｜?ｉｎ?ｉｎ：；ｉｉ??００?■?Ｉ?圓丨丨。！??：Ｂ?ａ?Ｅ??Ｖ．０?－?ａ?门?ｆ??ｏ?ｂ?－?３０?〇，??ｒｓ－｜?ｉ?ｃ?ｃ?ｍ??？１－°?－１?ｎ?■?ｄｐ?ｄｐｉ?＾?ｌ??！〇：ｌｌ?ｉｎ?．ｎ?１１１?１１１?ＩＬ?旦??４?Ｃ?ａ?Ｆ??§１２－?ｎ?ｂ?ｂｃ?ｂ?ｎ?－４５?ｓ??ｉ９－＾?ｉｎ?ｄ?ｎ?Ｉ?。?ｃ?§??丨?ｉｌｉｆｃｉ＃１??２．５?３?６?２．５?３?６??ｐＨ?ｐＨ??图３－３ｐＨ对雪柑和酸柚叶片的葡萄糖（Ａ）、果糖（Ｂ）、蔗糖（Ｃ）、总的可溶性糖??（葡萄糖＋果糖＋蔗糖，Ｄ）、淀粉（Ｅ）以及总的非结构性碳水化合物（ＴＮＣ，Ｆ）含量的影??响??Ｆｉｇｕｒｅ?３－３?Ｅｆｆｅｃｔｓ?ｏｆ?ｐＨ?ｏｎ?ｔｈｅ?ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ?ｏｆ?ｇｌｕｃｏｓｅ?（Ａ），?ｆｒｕｃｔｏｓｅ?（Ｂ），?ｓｕｃｒｏｓｅ?（Ｃ），?ｔｏｔａｌ??ｓｏｌｕｂｌｅ?ｓｕｇａｒｓ?（ｇｌｕｃｏｓｅ?＋?ｆｒｕｃｔｏｓｅ?＋?ｓｕｃｒｏｓｅ，?Ｄ），?ｓｔａｒｃｈ?（Ｅ）?ａｎｄ?ｔｏｔａｌ?ｎｏｎｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ?ｃａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅｓ??（ＴＮＣ
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本文编号：2843508