發(fā)布時(shí)間：2020-11-03 10:02

　　 銅(Cu)是植物生長(zhǎng)發(fā)育中發(fā)揮重要作用的基本元素,但是過量的Cu會(huì)對(duì)植物產(chǎn)生毒害作用,鎘(Cd)是阻礙植物正常生長(zhǎng)的重要逆境因子,它們?cè)谕寥乐械姆e累引起嚴(yán)重的環(huán)境污染問題,危害農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人類健康。一氧化氮(NO)是植物中的多功能氣體信號(hào)分子,在植物的許多生理過程方面都發(fā)揮了重要的作用。本研究以小麥(Triticum aestivum L.)為實(shí)驗(yàn)材料,采用室內(nèi)水培法,探討了不同濃度的外源NO對(duì)Cu和Cd脅迫下小麥幼苗生長(zhǎng)及抗性生理的緩解效應(yīng),同時(shí)利用iTRAQ蛋白質(zhì)組學(xué)探索外源NO對(duì)Cu脅迫的緩解機(jī)制。研究結(jié)果如下:1.Cu處理下,小麥幼苗的生長(zhǎng)受到顯著抑制,鮮重、干重、相對(duì)含水量、根總長(zhǎng)度、根系總表面積、根體積、葉綠素含量和葉綠素?zé)晒獾染�顯著低于對(duì)照。SNP400處理下小麥幼苗鮮重、干重、相對(duì)含水量、根總長(zhǎng)度、根系總表面積、根體積、葉綠素含量和葉綠素?zé)晒馀c單一重金屬Cu處理相比均顯著提高。Cu脅迫下小麥根部細(xì)胞受到氧化損傷,NO處理呈現(xiàn)出低濃度促進(jìn)高濃度抑制趨勢(shì)。其中較低NO濃度下,SNP400處理能夠?qū)�Cu脅迫下小麥幼苗的脂質(zhì)過氧化程度有緩解作用,并且能通過提高超氧化物歧化酶(SOD)活性來清除多余的活性氧(ROS),從而緩解Cu對(duì)植物細(xì)胞造成的氧化傷害。2.施加外源NO能有效緩解Cd脅迫對(duì)小麥幼苗的傷害,當(dāng)SNP濃度為400μmol/L時(shí)緩解效果最佳,該處理下小麥幼苗的鮮重、干重、相對(duì)含水量、根總長(zhǎng)度、根總表面積、根體積、根尖數(shù)與單一重金屬Cd處理相比均顯著提高,但仍低于對(duì)照。小麥幼根細(xì)胞受損,電解質(zhì)外滲,丙二醛(MDA)含量增大,并且能通過直接清除ROS來減輕Cd的傷害。NO緩解作用呈現(xiàn)出低濃度促進(jìn)高濃度抑制趨勢(shì),其中較低NO濃度下,SNP400處理在48h時(shí)緩解效果顯著。3.利用iTRAQ蛋白質(zhì)組學(xué),采用Poaceae(禾本科)數(shù)據(jù)庫(kù)共鑒定到NO緩解小麥幼根Cu脅迫蛋白質(zhì)12867個(gè)。其中,Cu/CK組上調(diào)差異表達(dá)蛋白質(zhì)共253個(gè),下調(diào)差異表達(dá)蛋白265個(gè);Cu+SNP/CK組上調(diào)差異表達(dá)蛋白質(zhì)共348個(gè),下調(diào)差異表達(dá)蛋白354個(gè);Cu+SNP/Cu組上調(diào)差異表達(dá)蛋白質(zhì)共142個(gè),下調(diào)差異表達(dá)蛋白174個(gè)。經(jīng)過GO富集功能和KEGG通路分析發(fā)現(xiàn),這些差異表達(dá)蛋白質(zhì)的功能主要是催化相關(guān)酶活性、離子結(jié)合、氧化應(yīng)激反應(yīng)等,這些差異表達(dá)蛋白質(zhì)主要參與核糖體和氨基酸代謝、細(xì)胞色素過程、有機(jī)物質(zhì)代謝過程、細(xì)胞代謝過程等重要生物學(xué)過程。這些發(fā)現(xiàn)有助于在分子水平闡明外源NO對(duì)小麥Cu脅迫的緩解機(jī)制,并為未來研究小麥抗逆性機(jī)制提供更多信息。
【學(xué)位單位】：河南師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：S512.1
【部分圖文】：

與 NO 的產(chǎn)生有關(guān)，但并非 NOS[81]，該基因可能并不會(huì)與了 RNA 和核糖體的結(jié)合過程[82]，關(guān)于 NOS1 的具體作的 NO 產(chǎn)生外，植物中 NO 的生物合成也可以在某些條i-NOR)介導(dǎo)的亞硝酸鹽還原產(chǎn)生。有證據(jù)表明，NR 介導(dǎo) ABA 誘導(dǎo)的氣孔關(guān)閉。已經(jīng)在多種植物體內(nèi)檢測(cè)到了 N等。研究發(fā)現(xiàn)甘蔗、煙草等植物在光照及充足硝酸鹽的條O[85]，至此，NR 途徑被確認(rèn)為植物體內(nèi)產(chǎn)生 NO 的途徑

樣品以 300nL/min 從 2%至 35%B（95%ACN，0.1%FA），5和一個(gè) 2 分鐘線性梯度到 80%，然后維護(hù)在 80％B 4 分鐘，最后 1OF 5600 系統(tǒng)（AB SCIEX，Concord，ON）是使用（第一和第二pm），參數(shù)設(shè)置如下：離子噴霧電壓，簾式氣體，霧化氣體和界面0psi，15psi 和 150℃；MS 調(diào)查掃描在質(zhì)量范圍內(nèi)設(shè)置為≥30000只有前 30 個(gè)產(chǎn)物離子（前體），該周期時(shí)間為 3.3 秒。Q2 傳輸窗%的效率（脈沖發(fā)生器頻率值為 11kHz 監(jiān)測(cè)頻率為 40GHz）。碎裂行的分辨率為 17500。規(guī)范化的碰撞能量被設(shè)定在 35±5eV，并且 1/2（15 秒），不超過兩倍相同離子的碎裂。質(zhì)鑒定和數(shù)據(jù)庫(kù)分析

Cu+SNP/CK 和 Cu+SNP/Cu。蛋白質(zhì)定量結(jié)果用火山圖（Volcano Plot）表示（圖3-15A），由兩組的蛋白質(zhì)表達(dá)差異倍數(shù)（Fold change）和 T 檢驗(yàn)得到的 P value 兩個(gè)值而得，用于顯示兩組數(shù)據(jù)的顯著性差異。橫坐標(biāo)為差異倍數(shù)（以 2 為底的對(duì)數(shù)變換），縱坐標(biāo)為差異的顯著性 P-value（以 10 為底的對(duì)數(shù)變換），圖中紅點(diǎn)為顯著性差異表達(dá)的蛋白（倍數(shù)變化大于 1.2 倍且 P value<0.05），黑點(diǎn)為無(wú)差異變化的蛋白。對(duì)檢測(cè)到的蛋白進(jìn)一步做韋恩圖（圖 3-15B）分析后發(fā)現(xiàn)，Cu/CK 特有蛋白 336 個(gè)，Cu+SNP/CK特有蛋白 556 個(gè)
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