盐胁迫逆境对禾本科植物物质代谢的影响.doc

植物生理学读书报告 PAGE \* MERGEFORMAT 6 盐胁迫逆境对禾本科植物物质代谢的影响 综述：在自然界中，禾本科植物在生长发育过程中常常会遭遇干旱、高盐、高温、低温不利条件的影响，承受各种逆境的胁迫。盐胁迫是对粮食作物危害程度仅次于干旱胁迫的非生物胁迫因子，本文就盐胁迫分别对小麦、玉米、水稻等禾本科植物叶片、孢子、种子中蛋白质组、磷酸化蛋白质、可溶性糖、谷蛋白等物质代谢实验作分析探讨。 正文： 盐胁迫与恢复条件下栽培一粒小麦叶片蛋白质组与磷酸化蛋白质组比较分析 栽培一粒小麦T.monococcum作为一种与普通小麦有重要亲缘关系的二倍体小麦，其基因组较小，从蛋白质组层次研究其在盐胁迫下的反应有助于寻找耐盐相关蛋白，为进一步克隆转化耐盐基因，提高小麦等禾本科植物的耐盐性提供一定的基础。利用比较蛋白质组学的方法研究了在四个浓度处理及恢复条件下栽培一粒小麦T.monococcum叶片蛋白组动态变化，通过MALDI-TOF-TOF串联质谱鉴定出91个差异表达蛋白，这些蛋白涉及信号转导、转运、胁迫抵抗、光合作用、能量、蛋白折叠\装配\降解、细胞机构等多方面。其中，光合作用相关蛋白在占了总差异蛋白的40%左右；胁迫与抵抗相关蛋白占了8%；与蛋白折叠、分配、和降解相关蛋白占9%。从这些蛋白中发现了一些与抵抗盐胁迫相关的蛋白，这些蛋白可以作为耐盐研究的候选蛋白。此外，通过Pro-Q Diamond磷酸化蛋白染色对160m和240m盐胁迫处理及恢复条件下叶片磷酸化蛋白质组进行了分析，鉴定得到24个磷酸化蛋白。这些蛋白主要包括信号转导蛋白、激酶和氧化还原蛋白等。结合比较蛋白质组和磷酸化蛋白组得到的信息，进一步确定了一些与植物耐盐密切相关的蛋白，比如：烯酰基载体蛋白还原酶，甜菜碱醛脱氢酶、可逆地糖化多肽等，这将为阐明禾本科作物耐盐机理，克隆并转化耐盐蛋白基因提供理论依据。 苏打盐碱胁迫对北方粳稻小孢子发生发育的影响 本研究选在吉林省西部地区典型的苏打盐碱地中科院大安盐碱地生态试验站中进行，以期为水稻耐盐碱育种提供细胞生物学方面的理论基础。2010年在站内选择吉林省西部地区典型的轻度与重度苏打盐碱地作为供试土壤，并根据水稻温室耐盐碱鉴定结果选择耐盐碱性相对较强的“东稻4”和耐盐碱性相对较弱的“吉粳88”两个粳稻品种作为供试材料。研究结果表明，利用石蜡切片方法观察水稻花粉发育过程中发现，耐盐碱性较强的水稻品种整个水稻花粉发育过程所受到的影响要小于耐盐碱性相对较弱的水稻品种；而在小孢子母细胞减数分裂期，无论是耐盐碱性较强的“东稻4”还是耐盐碱性较弱的“吉粳88”所受到的影响都最大；在对水稻成熟花粉粒进行扫描电镜观察后发现，苏打盐碱胁迫对水稻成熟花粉粒结构的影响最主要体现在对萌发孔盖和萌发孔环结构的影响，耐盐碱性较弱的“吉粳88”在重度盐碱胁迫下萌发孔盖和萌发孔环均出现萎缩现象，而耐盐碱性较强的“东稻4”在轻度与重度苏打盐碱胁迫下花粉活力分别为94.3%和89.6%，而耐盐碱性较弱的“吉粳88”的花粉活力分别为92.1%和79.8%，均低于“东稻4”；而利用花粉萌发法测定花粉活力“东稻4”在轻度与重度盐碱胁迫下分别是65.3%和61.4%，而“吉粳88”分别为5702%和48.9%，虽然花粉活力值低于I-KI染色法测定结果，但是“东稻4”花粉活力仍高于“吉粳88”。 通过上述几方面的研究结果，初步认为苏打盐碱胁迫条件对于水稻小孢子发生与发育的影响较为明显，而且不同耐盐碱性的水稻品种所表现出来的现象是有区别的，耐盐碱性较强的水稻品种所受到的影响小于耐盐碱性较弱的水稻品种，并且可以明确苏打盐碱胁迫对水稻花粉发育最主要的影响体现在对绒毡层结构的影响，而对于水稻成熟花粉粒表面结构的影响主要体现在萌发孔盖和萌发孔环结构上的破坏。 镉胁迫对不同抗性小麦品种可溶性糖转运及谷蛋白表达的影响 在大田栽培条件下，以耐镉性强的中育10号和耐镉性弱的豫麦18两个小麦品种为试验材料，镉处理设置四个水平，处理浓度分别为0mg/kg、10 mg/kg、50 mg/kg、100 mg/kg，研究了镉胁迫对不同耐镉性小麦品种旗叶、籽粒可溶性糖、籽粒淀粉含量、籽粒谷蛋白含量、籽粒谷蛋白亚基含量及表达的影响。 镉胁迫对不同小麦品种旗叶可溶性糖含量的影响不同。低、中镉处理下，耐镉性强的中育10号旗叶可溶性糖含量呈增加趋势，高镉处理下则下降，而耐镉性弱的豫麦18则随镉处理浓度的增加急剧降低。低、中镉处理下，灌浆期中育10号旗叶可溶性糖平均含量分别较对照增加了3.0%、5.9%，高镉处理则下降了17.5%，豫麦18依次较对照下降了3.5%、12.5%、25.7%。 镉胁迫对不同品种小麦品种籽粒可溶性糖和淀粉含量的影响不同。在低镉处理下，中育10好灌浆期间籽粒可溶性糖平均含量较对