干旱对棉花微根系与地上部形态生理的影响及细根差异蛋白质组学分析
发布时间：2021-12-17 13:26
干旱是严重限制作物生长发育与产量品质的最主要的非生物胁迫之一。棉花作为世界性重要的经济作物,对于非生物胁迫表现出较高的耐受性,但是干旱仍然会对棉花生产造成巨大威胁。根系是与土壤直接接触的器官,最先感受到土壤的水分亏缺。微根系（细根、根毛）是根系中较为敏感与活跃的部分,是植物获取水分的重要器官。但是,目前关于大田作物微根系在干旱胁迫下的形态响应却鲜有报道。本研究在人工气候室内开展两类盆栽试验（自制原位根系观察装置培养法和传统盆栽培养法）,以陆地棉（Gossypium hirsutum L.）品种“国欣棉9号”为试验材料,通过控制土壤相对含水量（RSWC）的方法设计正常灌溉（CK,70±5%RSWC）和干旱胁迫（DS,40±5%RSWC）处理。通过调查棉花微根系的形态与生理特征,结合差异蛋白质组学分析手段,以期探明干旱胁迫对棉花地上部发育的影响和微根系形态变化特征及可能的调控机理,分析微根系干旱响应蛋白的分类及功能。研究主要结果如下:1.自制的“植物培养与根系原位观测”一体化装置可满足棉花正常生长发育和根系原位无损观测的需求,能够清晰观察到细根和根毛的形态变化特征。2.干旱胁迫抑制棉株地上...
【文章来源】：河北农业大学河北省
【文章页数】：183 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１干旱胁迫对棉花的影响及其响应??Ｆｉｇ．?１－１?Ｅｆｆｅｃｔｓ?ｏｆ?ｄｒｏｕｇｈｔ?ｓｔｒｅｓｓ?ｏｎ?ｃｏｔｔｏｎ?ａｎｄ?ｔｈｅｉｒ?ｒｅｓｐｏｎｓｅｓ??
ＴＯＦ）、四极杆（Ｑｕａｄｒｕｐｏｌｅ）和傅立叶变换离子回旋??共振（Ｆｏｕｒｉｅｒｔｒａｎｓｆｏｒｍｉｏｎｃｙｃｌｏｔｒｏｎ）分析仪。它们在设计和性能上截然不同，各有千秋，可以??单独使用，为了充分利用每种分析仪的优势，在一些情况下可以串联使用【１４７］。??在过去的十几年中，用于分析蛋白质的质谱仪在分辨率、质量准确性、灵敏度和扫描速度等??方面均有了极大的进步。基于ＭＳ的蛋白质定量分析主要分为“Ｔｏｐ－ｄｏｗｎ”、“Ｂｏｔｔｏｍ－ｕｐ”和??“Ｍｉｄｄｌｅ－ｄｏｗｎ”分析三种策略（图１－３），?“Ｔｏｐ－ｄｏｗｎ”方法被用来描述完整的蛋白质，这种方法保??留了大量蛋白质序列、蛋白异构体及其翻译后修饰等信息，但是由于蛋白质和肽段在理化特性上??的差异，不适用于液相色谱分析，因此难以达到高通量分离的要求“Ｂｏｔｔｏｍ－ｕｐ”方法是通过??分析蛋白质水解过程中释放的肽来表征蛋白质的，当ｂｏｔｔｏｍ－ｕｐ对一种混合蛋白进行分析时，它被??称为鸟枪蛋白质组学（Ｓｈｏｔｇｕｎｐｒｏｔｅｏｍｉｃｓ）?｜Ｍ９１，在ＭＳ上样前使用液相色谱进行肽段分离，所需??样本量少，且具有较高的灵敏度，因此鸟枪蛋白质组学现己成为一种被广泛应用的方法，并且在??生物标志物的研宄中仍然是首选平台。在鸟枪蛋白质组学实验中，两种主要的电离方法分别是纳??米电喷霧（Ｎａｎｏｅｌｅｃｔｒｏｓｐｒａｙ，?ｎＥＳｌ）和基质辅助激光解吸／电离（Ｍａｔｒｉｘ－ａｓｓｉｓｔｅｄ?丨ａｓｅｒ?ｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎ／??ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ，?ＭＡＬＤ１?）。ｎＥＳＩ通常与反相液相色谱（Ｒｅｖｅｒｓｅｄ－ｐｈａｓｅ?ｌｉｑｕｉｄ?ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ）分离相结??合，ＭＡＬ
Ｃ－ＭＳ）分析，以获得蛋白质的信息和相对定量。??１?２３４５６?７８９?１０??ｒｎ＾ｒｎｍ??｜?Ｐｒｏｔｅｉｎ?ｄｅｎａｔｕｒａｔｉｏｎ，?ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ，?ａｌｋｙｌａｔｉｏｎ?ａｎｄ?ｄｉｇｅｓｔｉｏｎ??ｒｎ＾ｒｎｍ??｜?Ｌａｂｅｌｉｎｇ?ｗｉｔｈ?ＴＭＴ??ｍ＾ｒｎｍ??｜?Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ?ｔｏ?ｏｎｅ?ｓａｍｐｌｅ??Ｓ?—．?Ｆｒａｃｔｉｏｎａｔｉｏｎ?＿＿＾?ＨＰＬＣ－ＭＳ?—＞?Ｄａｔａ?Ａｎａｌｙｓｉｓ??ｍ?ａｎｄ?Ｃｌｅａｎｉｎｇ?ｕｐ??图１－５使用丨０－ｐｌｅｘＴＭＴ进行相对３化的工作流程??Ｆｉｇ．?１?－５?Ｗｏｒｋｆｌｏｗ?ｆｏｒ?ｒｅｌａｔｉｖｅ?ｑｕａｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ?ｕｓｉｎｇ?１０－ｐｌｅｘ?ＴＭＴ??１．４．３?棉花响应干旱胁迫蛋白质组学研究进展??植物会积累特定的应激相关蛋白来保证在不利环境下的生存。高通量蛋白质组学己被证明是??一个强大的工具，可以评价、鉴定干旱胁迫下发生改变的蛋白质。目前，植物响应干旱逆境的蛋??白质组学研宄己涉及大量植物种类，包括粟（Ｓｅ／ａｒ／ａ／：ａ？ｃａ）?水稻１｜６３〗、甜??菜（５ｅ／ａｖｗ／ｇａｒ／＞ｓ）丨｜６４】、向日葵【丨６５丨、烟草（Ｍｃｏ＂ａ？ａ７ｂ６ａｃＭｆｆｊ）丨｜６６】和棉花??（Ｇｃｗｉ＾／ｗｗ／ｉ／ｒ＾ｗ／ｗｗ）?Ｉ１６７１等。并且己从２５种植物的叶子中鉴定出２２００种干旱响应蛋白，这些??干旱响应蛋白根据其蛋白质序列同源性和功能域相似性被定义为４４０种特异蛋白质涉及信??号传导（Ｓｉｇｎａｌｉｎｇ）、转录（Ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎ）、应激和防御（Ｓｔｒｅｓｓ?ａｎｄ?ｄｅｆｅｎｓｅ）、蛋白质合成，折叠
本文编号：3540216
【文章来源】：河北农业大学河北省
【文章页数】：183 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１干旱胁迫对棉花的影响及其响应??Ｆｉｇ．?１－１?Ｅｆｆｅｃｔｓ?ｏｆ?ｄｒｏｕｇｈｔ?ｓｔｒｅｓｓ?ｏｎ?ｃｏｔｔｏｎ?ａｎｄ?ｔｈｅｉｒ?ｒｅｓｐｏｎｓｅｓ??
ＴＯＦ）、四极杆（Ｑｕａｄｒｕｐｏｌｅ）和傅立叶变换离子回旋??共振（Ｆｏｕｒｉｅｒｔｒａｎｓｆｏｒｍｉｏｎｃｙｃｌｏｔｒｏｎ）分析仪。它们在设计和性能上截然不同，各有千秋，可以??单独使用，为了充分利用每种分析仪的优势，在一些情况下可以串联使用【１４７］。??在过去的十几年中，用于分析蛋白质的质谱仪在分辨率、质量准确性、灵敏度和扫描速度等??方面均有了极大的进步。基于ＭＳ的蛋白质定量分析主要分为“Ｔｏｐ－ｄｏｗｎ”、“Ｂｏｔｔｏｍ－ｕｐ”和??“Ｍｉｄｄｌｅ－ｄｏｗｎ”分析三种策略（图１－３），?“Ｔｏｐ－ｄｏｗｎ”方法被用来描述完整的蛋白质，这种方法保??留了大量蛋白质序列、蛋白异构体及其翻译后修饰等信息，但是由于蛋白质和肽段在理化特性上??的差异，不适用于液相色谱分析，因此难以达到高通量分离的要求“Ｂｏｔｔｏｍ－ｕｐ”方法是通过??分析蛋白质水解过程中释放的肽来表征蛋白质的，当ｂｏｔｔｏｍ－ｕｐ对一种混合蛋白进行分析时，它被??称为鸟枪蛋白质组学（Ｓｈｏｔｇｕｎｐｒｏｔｅｏｍｉｃｓ）?｜Ｍ９１，在ＭＳ上样前使用液相色谱进行肽段分离，所需??样本量少，且具有较高的灵敏度，因此鸟枪蛋白质组学现己成为一种被广泛应用的方法，并且在??生物标志物的研宄中仍然是首选平台。在鸟枪蛋白质组学实验中，两种主要的电离方法分别是纳??米电喷霧（Ｎａｎｏｅｌｅｃｔｒｏｓｐｒａｙ，?ｎＥＳｌ）和基质辅助激光解吸／电离（Ｍａｔｒｉｘ－ａｓｓｉｓｔｅｄ?丨ａｓｅｒ?ｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎ／??ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ，?ＭＡＬＤ１?）。ｎＥＳＩ通常与反相液相色谱（Ｒｅｖｅｒｓｅｄ－ｐｈａｓｅ?ｌｉｑｕｉｄ?ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ）分离相结??合，ＭＡＬ
Ｃ－ＭＳ）分析，以获得蛋白质的信息和相对定量。??１?２３４５６?７８９?１０??ｒｎ＾ｒｎｍ??｜?Ｐｒｏｔｅｉｎ?ｄｅｎａｔｕｒａｔｉｏｎ，?ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ，?ａｌｋｙｌａｔｉｏｎ?ａｎｄ?ｄｉｇｅｓｔｉｏｎ??ｒｎ＾ｒｎｍ??｜?Ｌａｂｅｌｉｎｇ?ｗｉｔｈ?ＴＭＴ??ｍ＾ｒｎｍ??｜?Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ?ｔｏ?ｏｎｅ?ｓａｍｐｌｅ??Ｓ?—．?Ｆｒａｃｔｉｏｎａｔｉｏｎ?＿＿＾?ＨＰＬＣ－ＭＳ?—＞?Ｄａｔａ?Ａｎａｌｙｓｉｓ??ｍ?ａｎｄ?Ｃｌｅａｎｉｎｇ?ｕｐ??图１－５使用丨０－ｐｌｅｘＴＭＴ进行相对３化的工作流程??Ｆｉｇ．?１?－５?Ｗｏｒｋｆｌｏｗ?ｆｏｒ?ｒｅｌａｔｉｖｅ?ｑｕａｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ?ｕｓｉｎｇ?１０－ｐｌｅｘ?ＴＭＴ??１．４．３?棉花响应干旱胁迫蛋白质组学研究进展??植物会积累特定的应激相关蛋白来保证在不利环境下的生存。高通量蛋白质组学己被证明是??一个强大的工具，可以评价、鉴定干旱胁迫下发生改变的蛋白质。目前，植物响应干旱逆境的蛋??白质组学研宄己涉及大量植物种类，包括粟（Ｓｅ／ａｒ／ａ／：ａ？ｃａ）?水稻１｜６３〗、甜??菜（５ｅ／ａｖｗ／ｇａｒ／＞ｓ）丨｜６４】、向日葵【丨６５丨、烟草（Ｍｃｏ＂ａ？ａ７ｂ６ａｃＭｆｆｊ）丨｜６６】和棉花??（Ｇｃｗｉ＾／ｗｗ／ｉ／ｒ＾ｗ／ｗｗ）?Ｉ１６７１等。并且己从２５种植物的叶子中鉴定出２２００种干旱响应蛋白，这些??干旱响应蛋白根据其蛋白质序列同源性和功能域相似性被定义为４４０种特异蛋白质涉及信??号传导（Ｓｉｇｎａｌｉｎｇ）、转录（Ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎ）、应激和防御（Ｓｔｒｅｓｓ?ａｎｄ?ｄｅｆｅｎｓｅ）、蛋白质合成，折叠
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