苎麻是中国重要的天然纤维作物之一,苎麻具有高生物产量,一年可收获三季,强大根系等特点,需肥量较大。现今对苎麻肥料利用主要通过栽培途径进行研究,尚缺乏通过分子手段对NPK的吸收、转运和代谢机制的相关研究,苎麻蛋白质组学的研究将提升其竞争力。建立一种适用于苎麻蛋白提取及双向电泳技术体系,并能同时适用于根、茎、叶等器官,达到质谱鉴定蛋白的要求,是实现蛋白质组学研究的关键步骤。通过建立的双向电泳体系研究苎麻响应缺N、P、K的差异蛋白质组学,以此研究苎麻对NPK吸收、利用和代谢分子机制,为研究苎麻N、P、K高效利用机制提供重要的参考信息。本文以“华苎五号”为实验材料,优化建立了适于苎麻的双向电泳技术体系,并进行了响应缺N、P、K的蛋白质组学研究,其主要结果如下：1.优化建立的双向电泳技术体系如下：蛋白提取制备方法为改良TCA/丙酮法,蛋白裂解液为：(7M Urea,2M Thiourea,4%CHAPS,1%DTT),蛋白裂解后使用4倍预冷丙酮(-20℃C)进行蛋白纯化,等电聚焦电压为50000VH。该方法较之传统的蛋白提取方法能有效去除苎麻非蛋白杂质,并能同时适用于苎麻不同器官(根、茎、叶)。茎中蛋白最少(280±6),根中蛋白点最多(1093±20),叶片居中(765±16)。叶片中含有一定量的高丰度蛋白,在一定程度上会影响低丰度蛋白的分离,茎韧皮部作为输导组织蛋白含量较少。苎麻蛋白主要分布在PH4.5-6.5,分子量40-80KDa范围内,30%-38%蛋白分布在20-40KDa区域,主要为低分子量蛋白。考马斯亮蓝染色对苎麻叶片进行验证,同样能得到清晰的蛋白图谱,其蛋白点为780±17,说明该方法能满足质谱蛋白鉴定要求。2.苎麻在缺N、P、K下,相对叶绿素含量不断下降,生长速度也逐渐停止,通过蛋白质组学分析了苎麻在缺N及缺K处理6d、缺P处理3d的叶片差异蛋白,MALDI-TOF/TOF质谱鉴定分别得到32、27和51个差异蛋白。其差异蛋白可分成10类,包括光合作用、蛋白定向与储藏蛋白、能量代谢、初级代谢、疾病防御、信号传导、细胞结构、转录、次生代谢、蛋白合成等功能。3.苎麻在N、P、K胁迫时,细胞对C源和NADPH减少,光合作用相关蛋白下调如酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶大亚基以适应营养胁迫。同样能量代谢也整体下降,但缺K通过增加二磷酸核苷激酶和甘油醛-3-磷酸脱氢酶活性而加强糖酵解与光合作用的联系增强抗逆性。缺P可能通过增强己糖激酶的活性促进激素的合成,激动蛋白上调促进根生长从土壤中吸收更多的P,缺P和缺K都通过积累和分泌柠檬酸盐溶解土壤中的营养而增加抗逆性。缺N则通过维持TCA循环提供能量来适应胁迫。4.苎麻在NPK胁迫时通过提高次生代谢物质来抵抗胁迫,缺P时苎麻通过增强亮氨酸氨基肽酶活性以促进C、N在细胞中的流动和利用抵抗P胁迫,缺K则通过促进无机硫化物合成半胱氨酸来提高抗逆性。5.苎麻大量HSP家族蛋白下调,苎麻在缺素期间可能产生一些过氧化物和ROS,但在缺N和缺P时分别通过提高Cu-Zn过氧化物歧化酶、光谷氨酸过氧化物还原酶B活性对此进行清除。6.P胁迫下抑制蛋白下调可能对苎麻的纤维生长影响较大,同时苎麻的细胞分化和生长都在一定范围内受到抑制。苎麻在N胁迫时通过加强信号传导调节ATP和DNA的合成而调控各种生命活动,以提高对缺N的耐性,但缺P和缺K蛋白合成酶下降。