盐胁迫下白颖苔草蛋白组学的研究

To gain a better understanding of salt stress responses in Carex rigescens, we carried out a comparative proteomic analysis through the application of proteomics technology (two dimensional gel electrophoresis, mass spectrometry), bio-informatics methods combined with tissue culture. Same genotype seedlings of salt-tolerance Carex rigescens as material, these seedlings were gotten by the tissue culture. 2-DE was used to compared the protein expression profiles under different time of NaCl treatment. The identified proteins were performed by a MALDI-TOF MS and ESI-MS/MS. Monoisotopic peptide masses generated from the MS and MS/MS were analyzed by cross-searching different database .At last the differentially expressed proteins will be identified and classified into several functional categories. In conclusion, the study will provided new insights into salt stress responses and theoretical guidance for study of salt-resistance mechanism in Carex rigescens and breeding of new salt- tolerance Carex rigescens cultivar.

本研究主要采用蛋白质组学技术（二向凝胶电泳技术、质谱技术）、生物信息学方法并结合组织培养技术等，以白颖苔草同一基因型幼苗（通过组织培养获得）为材料，比较NaCl胁迫下不同时间内白颖苔草蛋白质组表达图谱的变化，从而找到特异性变化的蛋白点，应用MALDI-TOFMS质谱技术，进行PMF（肽质指纹图谱）分析，对未知蛋白进一步应用串联质谱技术（ESI-MS-MS）进行部分序列分析，通过在不同数据库中的交叉检索，比对蛋白质的质谱特征，最终鉴定出特异性表达的蛋白质，随后对所鉴定的蛋白质功能进行归类、分析，找出NaCl胁迫下白颖苔草蛋白质组的变化规律，进而探讨相关的白颖苔草抗盐机制，为白颖苔草的耐盐育种提供理论指导。

盐胁迫限制了草坪草生长、发育及应用。研究及揭示草坪草盐胁迫下的逆境调控机制，对加速草坪耐盐育种进程及耐盐改良有重要意义。白颖苔草（Carex rigescens）是我国北方广布、低养护、多抗重要草坪草。本研究以白颖苔草（黄骅和中坪1号品种）为材料，在盐胁迫下对其生理生化、转录本、蛋白质组、盐应答候选蛋白转录表达模式进行测定分析，结果为：盐胁迫下黄骅有更高的草坪质量、相对含水量、光化学效率、脯氨酸含量和更低的活性氧、相对电导率和丙二醛，说明黄骅比绿坪1号更耐盐。盐胁迫下黄骅的木质素含量较低、黄酮类物质和褪黑素含量较高，Ca2+，K+，Na+的含量、根冠比及Na+/ K+于盐胁迫早期（48 h内）发生了显著性变化，说明盐胁迫早期应激调控机制十分重要。转录组测得195,275个UniGene，在GO、COG和KEGG数据库完成比对和注释。筛选得6,291个差异基因（DEG），进行GO注释和KEGG通路富集分析，发现DEGs在根的基因数目和功能途径更为丰富。蛋白质组标记鉴定蛋白9,258个,筛选到差异蛋白（DEP）叶中993个，根中900个。GO注释将DEPs分为生物过程，细胞组分和分子功能。KEGG通路富集发现叶中主要富集为核糖体，碳代谢、氨基酸生物合成等，根中为剪接体、氨基酸生物合成等。进一步分析发现：盐胁迫下，根中糖酵解途径、氧化磷酸化和Ca2+相关信号途径增强，利于能量生成和信号转导；光合作用和植物激素信号转导途径在叶中更活跃，益于光捕获和激素调控；蛋白质合成和次级代谢相关途径，有着精密复杂的应答；KRSD和SNAT2及鞘磷脂合成代谢通路，在盐胁迫应激调控过程中有着新颖重要的作用。GPX，GST, CBL,CML, PYL，SnRK2，COI-1, COMT和CCoAOMT, 在黄骅中更快和更高表达量的被诱导。APX，CHS，4CL和C4H的表达量，在绿坪1号中更高。黄骅应对盐胁迫时，具有更活跃和高效的ROS清除，Ca2+结合和植物激素应答能力，绿坪1号可能是利用苯丙素类物质的合成，以利于补充自身不足的ROS清除力，来抵抗盐胁迫。此外，COMT的快速诱导和及其直接作用生成的褪黑素的显著增高，作用于抗氧化和ROS的清除过程，为其耐盐的重要机制。

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