转烟酰胺合酶基因甘蓝型油菜盐碱胁迫下叶片蛋白质差异第研究.pdfVIP

2011 年 第 56 卷 第 18 期： 1440 ~ 1447 《中国科学》杂志社 论 文 SCIENCE CHINA PRESS 转烟酰胺合酶基因甘蓝型油菜盐碱胁迫下叶片 蛋白质差异的研究 ①② ① ① ① ① ③ ①* 孔芳 , 毛善婧 , 杜坤 , 吴冕 , 周晓燕 , 储成才 , 王幼平 ① 扬州大学生物科学与技术学院, 扬州 225009; ② 安徽工程大学生物与化学工程学院, 芜湖 241000; ③ 中国科学院遗传与发育生物学研究所, 北京 100101 * 联系人, E-mail: wangyp@ 2011-03-30 收稿, 2011-05-16 接受 江苏高校优势学科建设工程项目、科技部国际合作项目(2021)、国家转基因生物新品种培育重大专项(2009ZX08004-002B)和安徽工程大学 引进人才科研启动基金(2010YQQOO7)资助 摘要 盐胁迫是危害农作物的主要非生物胁迫之一. 为了能从蛋白质水平揭示盐胁迫下油 关键词 菜耐盐的分子遗传机制, 采用IEF/SDS双向凝胶电泳技术对转OsNAS1 基因的甘蓝型 甘蓝型油菜 油菜在碱性盐胁迫下(20 mmol/L Na CO ) 的幼叶蛋白进行了分离. 通过银染显色, 获得了分 烟酰胺合酶基因 2 3 辨率和重复性较好的双向电泳图谱, PDQuest 软件在分子量20~75 kD, 等电点4~7 范围内, 盐胁迫 差异蛋白质 发现表达量变化2 倍以上的点有12 个. 对这12 个蛋白质点采用MALDI-TOF-MS 进行肽质 谱指纹图分析, 有 11 个蛋白点得到了可靠的鉴定, 其中有5 个差异蛋白可能与耐盐性有关, 分别是二氢硫辛酸脱氢酶、谷胱甘肽-S-转移酶、过氧化物酶、20S 蛋白酶体亚基以及核酮 糖-1,5-二磷酸羧化酶/氧化酶, 它们参与了物质能量代谢、蛋白质降解以及细胞防卫等过程, 推测转OsNAS1 基因的甘蓝型油菜的耐盐性可能与这些生理生化代谢有关. 研究结果为揭示 转基因油菜耐盐机理提供了理论依据. 油菜是重要的油料作物, 是国产食用植物油的 下, 植物可通过对离子的选择性吸收、外排和区域化 第一大来源, 目前我国食用油脂的缺口很大, 自给率 从而建立一种维持细胞内生理代谢所要求的离子稳 只有40%左右[1]. 扩大油菜种植面积、提高油菜产量 态. 烟酰胺合酶基因(nicotianamine synthase, NAS), 已成为我国油菜生产的当务之急. 但是土壤盐碱化 即盐胁迫诱导表达的基因, 已证实在植物铁离子吸 日趋严重, 联合国粮农组织的调查结果显示, 全球6% 收中具有重要作用. 它催化合成的产物烟酰胺(NA), 的陆地面积遭受着土壤盐渍化的侵蚀, 20%的灌溉农 不仅是植物铁载体的合成前体, 而且参与植物体内 业受到不同程度的盐害威胁, 造成农作物的大幅度 铁离子的转运、分配和贮存的活动, 由于它对其他一 减产, 如何有效地对盐碱地进行合理利用已成为众 些重金属离子也能起到转运的功效, 因而显示出较 多国家所密切关注的热点问题[2]. 研究表明, 很多逆 强的金属耐受作用, 表现出一定的植物修复功能[4]. 境耐受功能基因的鉴定都是依据它们在胁迫条件下 目前在许多植物体中已克隆出NAS 基因, 如大麦、小