过氧化氢参与干旱条件下脱落酸诱导黄瓜不定根形成及其差异蛋白分析

发布时间：2017-12-17 11:18

  本文关键词：过氧化氢参与干旱条件下脱落酸诱导黄瓜不定根形成及其差异蛋白分析

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【摘要】：脱落酸(ABA)和过氧化氢(H_2O_2)作为典型的信号分子,参与调控植物生长发育的各个方面,同时ABA和H_2O_2响应各种逆境胁迫。已经有研究表明,ABA和H_2O_2在调控植物生长发育过程中存在一定的关系,因此,本试验通过对干旱条件下ABA和H_2O_2在黄瓜不定根发生过程中的作用及相互关系进行探讨,以期为ABA和H_2O_2之间的信号互作转导提供理论依据。研究的主要结果与结论如下:1.PEG处理的黄瓜不定根根数和根长均显著低于蒸馏水(CK)处理,ABA或H_2O_2处理可以逆转干旱胁迫对外植体不定根形成的抑制效果,说明干旱条件下ABA或H_2O_2促进黄瓜不定根形成。2.干旱条件下ABA与H_2O_2清除剂过氧化氢酶(CAT)或合成抑制剂二苯基碘(DPI)共处理时,黄瓜外植体不定根根数和根长显著低于ABA单独处理,但显著高于PEG单独处理,说明CAT和DPI可以逆转ABA对不定根发生的促进效果,表明内源H_2O_2参与干旱胁迫下ABA促进不定根形成。3.对干旱条件下ABA和H_2O_2处理的黄瓜外植体进行差异蛋白分析,鉴定出48个差异蛋白,按功能分类以下10类:光合作用相关(22.92%)、碳水化合物结合相关(6.25%)、氨基酸代谢相关(4.17%)、防御相关(20.83%)、蛋白降解/折叠和修饰相关(10.42%)、转录和翻译相关(10.42%)、能量和新陈代谢相关(18.75%)、细胞分裂相关(2.08%)、信号转导相关(2.08%)和未知功能蛋白(2.08%)。与光合相关蛋白中,叶绿体转酮醇酶和2个二磷酸核酮糖羧化酶大亚基蛋白在PEG处理中下调,在PEG+ABA处理中景天庚酮糖-1,7-二磷酸酶和放氧增强蛋白表达上调,而在PEG+ABA+CAT处理中表达下调;与防御响应相关的蛋白乳酰谷胱甘肽裂解酶和亚铁血红素蛋白在PEG+ABA处理中的表达量出现上调,而在PEG+ABA+CAT处理中表达下调;参与氨基酸代谢相关的蛋白谷氨酸-乙醛酸氨基转移酶在PEG+ABA+CAT处理中下调,另一个蛋白谷氨酰氨合成酶在PEG+ABA处理中表达上调。以上结果说明ABA增强干旱条件下黄瓜不定根发生过程中光合相关、防御响应相关及氨基酸代谢相关蛋白表达量,增强光合作用、抗氧化能力和氨基酸代谢,而CAT对上述的促进效果存在一定的抑制作用。参与蛋白折叠、修饰及降解的共5个蛋白,其中只有20 kDa伴侣蛋白和巯基蛋白酶在PEG+ABA+CAT处理出现下调,其余蛋白在PEG和PEG+ABA处理中均表达上调,参与转录的5个蛋白均表达上调,说明ABA可以通过调控蛋白翻译后修饰来缓解干旱对黄瓜不定根发生的抑制作用。12个与碳代谢及能量代谢相关的蛋白中,烯酰载体蛋白还原酶和醛酮还原酶在PEG+ABA+CAT处理中下调,其余蛋白在PEG和PEG+ABA处理中均表达上调,这些蛋白主要参与ATP水解和糖酵解过程,说明ABA能够增强干旱条件下黄瓜外植体的碳代谢和能量代谢,因此可以推断出干旱胁迫造成黄瓜不定根发生过程中能量短缺主要是通过ATP水解和糖酵解释放能量来缓解的。还有1个与细胞分裂相关的蛋白(着丝点相关蛋白)在PEG+ABA处理中表达上调,说明ABA能够促进干旱条件下黄瓜外植体细胞增殖,因此可以推断出干旱胁迫下ABA可以促进黄瓜不定根根长和根数增加与着丝点相关蛋白表达调控之间存在关系。上述结果表明内源H_2O_2参与调节ABA对光合、防御响应、能量和新陈代谢、蛋白折叠、修饰及降解相关蛋白的调控途径,从而参与调节干旱条件下ABA诱导黄瓜不定根形成过程。4.ABA与H_2O_2处理促进细胞从G1期向S期转移,说明ABA和H_2O_2可以通过调节细胞周期加速其分裂促进黄瓜不定根发生。但CAT和DPI逆转了ABA在干旱条件下对细胞周期激活的效果,因此,内源H_2O_2可能参与调节干旱胁迫下ABA激活细胞周期从而诱导黄瓜不定根发生过程。
【学位授予单位】：甘肃农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S642.2

【参考文献】

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本文编号：1299920