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水分胁迫下不同基因型小麦类脱水素的亚细胞定位及可溶性蛋白研究

作　者: 邢东
导　师: 张林生
学　校: 西北农林科技大学
专　业: 生物化学与分子生物学
关键词: 小麦脱水素水分胁迫胶体金标记可溶性蛋白
分类号: S512.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

植物的进化使其努力完善自身保护机制以适应不断变化的生长环境。特定基因的表达在胁迫诱导条件下发生变化说明了其保护作用的基因基础。编码脱水素的基因就是其中之一。它属于LEA D-11家族(胚胎发育后期丰富蛋白),可被干旱、盐渍及低温等逆境胁迫条件诱导。脱水素蛋白的分子量从9到200kD不等,同时它是一种热稳定蛋白即使在沸水中也能保持其稳定和完整性。脱水素的一个重要结构特征是它具有3类非常保守的区域:K、S和Y片段(其中K-片段是所有脱水素都具有的)。脱水素的结构特点说明其可进行亲水和疏水互做。脱水素K-片段形成的两性α-螺旋使其可与生物膜上的脂类成分以及部分变性蛋白的疏水位点结合(像分子伴侣)。脱水素还可能与细胞质中可溶性低分子量成分以及蛋白极性基团结合。脱水素形成一个保护壳来组织部分变性的大分子进一步变性聚合;它在各级组织中稳定细胞结构。脱水素氨基酸组成中包括大量的带电和极性氨基酸残基,使其具有热稳定的生物学功能,从而提升其在干旱条件下对细胞的保护功能:脱水素能阻止大分子物质的凝结,保持其重要生物学结构的完整性。本研究以抗旱性较弱的品种郑引1#小麦和抗旱性较强的陕合6#小麦为供试材料,采用胶体金标记定位法研究在水分胁迫条件下,不同基因型小麦类脱水素亚细胞定位状况以及在水分胁迫和之后复水的情况下两种小麦叶片中可溶性蛋白的变化趋势。本研究主要取得的研究结果如下:1.通过胶体金定位标记出的目标脱水素在水分胁迫条件下表达而正常供水条件下未见明显分布,说明该类脱水素蛋白属于水分胁迫诱导表达蛋白。2.在两种不同基因型小麦叶片细胞中,细胞核中未见目标类脱水素明显分布。该抗体所标记出的类脱水素主要密集分布于两种小麦叶片细胞的细胞质和液泡中,细胞器中也有分布,而在细胞质中的分布密度大于在叶绿体一类的细胞器中的密度。叶肉细胞中表达量大于气孔保卫细胞,说明类脱水素的表达定位不但在细胞内分布具有特异性,其分布在不同细胞间也具有一定的组织特异性。该抗体所标记出的类脱水素在同一品种小麦叶片细胞中在水分胁迫36h和48h时未出现类脱水素亚细胞特异性分布位置的变化。该抗体所标记出的类脱水素在亲缘关系相近的不同基因型小麦叶片细胞中无明显亚细胞定位差异,仅表现在因其抗旱性不同(低抗旱型、高抗旱型)细胞内类脱水素表达量的差异。3.水份胁迫下可溶性蛋白质变化结果表明,两种供试小麦可溶性蛋白变化的趋势相似,都是从开始胁迫到胁迫24h,两品种的可溶性蛋白质含量均呈增加趋势,但随着胁迫时间加长直至48h,其蛋白质含量均开始迅速下降。复水后,二者蛋白质含量又都能恢复,只是抗旱性品种蛋白质含量变化平缓,而敏感性品种变化起伏大。在小麦叶片中类脱水素虽然属于可溶性蛋白,但实验结果表明在水分胁迫条件下其含量随胁迫时间增加而增加(在一定范围内),变化趋势与总可溶性蛋白变化趋势相反,体现了植物抗旱机制的复杂性,并非只是一两种物质或一两套系统在作用,也从侧面应证了其水分胁迫诱导蛋白的特点及其与抗脱水能力的相关性。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-12
第一章文献综述  12-32
  1.1 植物抗旱的生理机制及研究进展  12-15
    1.1.1 渗透调节  12-13
    1.1.2 活性氧清除  13-14
    1.1.3 LEA 蛋白与植物抗旱性  14
    1.1.4 植物抗旱相关基因的研究  14-15
  1.2 脱水素蛋白的研究现状与进展  15-23
    1.2.1 脱水素的结构与特性  17-18
    1.2.2 脱水素的分类  18-19
    1.2.3 脱水素的分布与其定位  19-20
    1.2.4 脱水素表达的调控  20-21
    1.2.5 脱水素保护作用的分子机制  21-23
  1.3 免疫胶体金技术的发展与应用  23-31
    1.3.1 免疫胶体金技术的基本原理  23-24
    1.3.2 免疫胶体金技术的特性  24
    1.3.3 免疫胶体金的应用  24-30
    1.3.4 免疫胶体金技术的优缺点  30-31
  1.4 脱水素的研究意义  31-32
第二章不同基因型小麦类脱水素蛋白的亚细胞定位  32-41
  2.1 实验材料与试剂  32-33
    2.1.1 实验材料  32
    2.1.2 实验试剂  32-33
  2.2 实验方法  33-35
    2.2.1 抗体亲和纯化  33
    2.2.2 胶体金标记  33-35
  2.3 结果与分析  35-41
    2.3.1 陕合6#小麦叶片细胞中类脱水素的定位  35-38
    2.3.2 郑引1#小麦叶片细胞中类脱水素的定位  38-41
第三章水份胁迫下不同基因型小麦可溶性蛋白含量的变化  41-45
  3.1 实验材料与试剂  41
    3.1.1 实验材料  41
    3.1.2 实验试剂  41
  3.2 实验方法  41-42
    3.2.1 小麦的培养、胁迫处理及采样  41
    3.2.2 牛血清蛋白标准曲线的制作  41-42
    3.2.3 蛋白质的提取  42
    3.2.4 测定  42
    3.2.5 结果计算  42
  3.3 结果与分析  42-45
    3.3.1 标准曲线  42-43
    3.3.2 不同水分胁迫时间小麦叶片可溶性蛋白含量变化  43-45
第四章讨论与结论  45-47
  4.1 讨论  45-46
    4.1.1 不同基因型小麦类脱水素蛋白的亚细胞定位  45
    4.1.2 水份胁迫下不同基因型小麦可溶性蛋白含量的变化  45-46
  4.2 结论  46-47
参考文献  47-52
致谢  52-53
作者简介  53

水分胁迫下不同基因型小麦类脱水素的亚细胞定位及可溶性蛋白研究

内容摘要

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