小麦叶片对化学污染胁迫应答地蛋白质组学研究.pdfVIP

有毒化学污染物监测与风险管理技术交流研讨会 小麦叶片对化学污染胁迫应答的蛋白质组学研究 葛才林，丁艳，王泽港，万定珍，商奇，罗时石，马飞，龚峥 (扬州大学生物科学与技术学院，225009) 胁迫的应答。对诱导蛋白类型和功能的分析表明，小麦叶片蛋白质表达能在多个层次上对化学污染胁迫作 出适应性应答。这应答过程包括：甲硫氨酸代谢途径的激活，分子伴侣蛋白的诱导，Rubisco活化酶和修 饰蛋白的诱导，液泡．旷转运途径的活化，对蛋白质磷酸化过程的调控，解毒物质的合成，乙烯合成速率 和细胞壁物质合成速率的提高等。 1前言 【本研究的重要意义】分析逆境条件下小麦体内诱导蛋白的类型和功能，对于揭示逆境对小麦伤害机 理及其小麦对逆境的适应性调节机制具有重要意义。【前人研究进展】对小麦蛋白组的研究，传统方法是 通过单向SDS．PAGE和HPLC等方法，分离单个蛋白亚基，转膜后测序。随着蛋白质组技术的不断完善， 二维电泳技术开始被应用于小麦蛋白质组学的研究，目前国内外已有一些的相关研究报告。这些研究主要 育和成熟胚乳中的蛋白质组成进行了研究。Mak等(2005)研究了小麦胚芽中蛋白质的组成和特征，并对 一些蛋白质的类型和功能进行了鉴别和分析。Wong等(2004)研究了小麦发育种子中硫氧还蛋白组成和 达水平的影响，分析了小麦的营养差异蛋白。Huo等(2004)分析了盐胁迫对两个不同耐盐小麦品种根系 中蛋白质组成的差异，并讨论了差异蛋白在耐盐机制中的可能作用．霍晨敏等(2004)分析NaCI胁迫对 小麦耐盐及敏盐突变体蛋白质组的影响，发现两者在i-i+一ATP酶IS亚基等5个候选蛋白存在质或量的差异。 等(2006)分析了小麦在干旱条件下蛋白质组的差异，并分析了主要干旱诱导和抑制蛋白的功能。有关小 研究了核质杂种小麦和核供体幼苗在水分胁迫和外施ABA条件下叶片蛋白质代谢的变化，发现水分胁迫 可抑制小麦叶片中一些蛋白质合成，而在两个核质杂种中有新蛋白点的出现，根部外施ABA也可诱导该 蛋白合成。有关化学污染物对生物体内蛋白质组影响的研究报道大多以微生物、动物或人体组织细胞为研 究材料。而有关化学污染物对植物蛋白质组影响的研究很少，且主要是以一些超富积植物为材料(如Ingle 等，2005)。有关重要的化学污染协追对小麦蛋白质组影响还未见报道。【本研究切入点】应用蛋白质组学 技术，质谱鉴定技术和生物信息学方法，研究扬麦13叶片蛋白质组对重金属(Cd、Hg)和有机污染物l，2，4一 关键问题】阐明小麦对TCB和Cd、Hg胁迫的适应性机制，为小麦抗逆基因的利用提供理论依据。 2材料和方法 2．1试验时问、地点 本研究室内试验于2007年在扬州大学生物科学与技术学院同位素实验室进行． 有毒化学污染物监测与风险管理技术交流研讨会 2．2供试材料 供试小麦：扬麦13(Triticumaestfv啪，CV．YangmaiNo．13)。 (O．2mMCd2+，0．05mMHg“，和20mg／L 白的提取。 2．3可溶性蛋白的提取 中研磨成粉后、转至离心管，加入3ml蛋白提取液【30mM EDTA，6m／Vl抗坏血酸， Tris-HCl(pH8．O)，O．1mM mM 1％PVP，l％丙三醇，5 rain，将上清液转 MgCl2，O．02％p巯基乙醇】，4C下混匀；150009离心15 入另一离心管中，加入聚乙二醇使其含量达到8％，离心后得到的沉淀蛋白为蛋白组分F2，在上清液中加入 聚乙二醇使其含量达到16％，离心后得到蛋白组分F3，在上清液中加入聚乙二醇使其含量达到24％，离心 后得到蛋白组分F4，最后加入含有三倍体积的10％TCA的丙酮溶液，离心后得蛋白组分F5。如此，一些低 丰度蛋白可逐步得以富集。 2．4可溶性蛋白2D电泳 聚焦。 2．4．1等电聚焦(一维) 水化上样：选用llcm IEF 等电聚焦：聚焦仪为PROTEAN 2．4．2 SDS电泳(--维) 泳仪(北京六一仪