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目的:食用稻米是中国典型汞矿区人群汞暴露的最主要途径之一,为了从蛋白质水平上揭示水稻（Oryza sativa L.）适应重金属汞胁迫的分子机制,探讨汞胁迫引起的生理生化响应和总汞分布特征,模拟汞矿区污染稻田环境,达到发现胁迫根尖后吸收汞元素相关显著差异蛋白的目的,以期为调控水稻吸收汞的分子生物学机制研究提供线索,从而降低人群汞暴露风险。方法:本研究采用盆栽试验方法,以拔节期水稻（金优431）为材料,氯化汞胁迫浓度设置0 mg·kg-1和50 mg·kg-1、150 mg·kg-1、300 mg·kg-1。胁迫30d测定生理生化指标,烘干测总汞含量,之后采用同位素相对标记与绝对定量（Tandem Mass Tag,TMT）技术,筛选水稻根尖部位响应重金属汞胁迫的显著差异表达蛋白（Fisher’s exact test,p<0.05）,对所有差异蛋白进行生物信息学分析;并应用定量蛋白质组学平行反应监测（parallel reaction monitoring,PRM）技术,鉴定验证汞胁迫响应显著的靶标蛋白。结果:1、汞胁迫对水稻生理生化反应的影响:（1）水稻叶片和茎中脯氨酸的含量随着Hg2+浓度的增大略有上升,但根中脯氨酸含量相比对照分别升高了478.74%、548.68%以及184.79%;（2）水稻根茎叶中SOD活性高于对照组,且Hg2+浓度越大,SOD活性越小。（3）数据显示水稻不同部位中各组总蛋白量较少,并没有呈现明显的变化;（4）低剂量组Hg2+胁迫时水稻根和叶片MDA含量低于对照,高浓度组中MDA含量是对照的2.29倍;（5）水稻茎和叶片中的POD活性对Hg2+胁迫表现为低浓度诱导高浓度抑制的规律;（6）水稻根茎中GSH在低浓度组刺激产生,中、高浓度组中可能大量参与自由基清除或形成PCs而下降。2、水稻不同组织部位中总汞含量分布特征:水稻中总汞含量趋势为随HgCl2胁迫浓度增大而增大。总汞含量在不同器官体现出根>主茎>根尖>叶>茎>穗,相比对照组和各试验组,高剂量组根部的汞含量最高,为703.03±44.35μg/kg。3、TMT技术筛选响应氯化汞胁迫的显著差异蛋白:在变化倍数≥1.3,P<0.05条件下,本项研究一共鉴定到5253个蛋白质,其中4108个蛋白质包含定量信息,各实验组去除重复后统计包含364种差异蛋白,其中258种表达上调,106种表达下调。其中发现12种蛋白与汞胁迫相应密切,各胁迫组中均有显著表达。基因本体（gene ontology,GO）得出的结果为所表达显著差异性蛋白主要从催化活性、绑定转运活性、和抗氧化活性等角度阐释蛋白的生物学作用。京都基因与基因组百科全书（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG）通路分析得出的可视化展示结果为表达显著差异性蛋白主要集中在在代谢途径、次生代谢产物生物合成、苯丙烷类生物合成等过程,错误发现率<0.05（false discovery rate,FDR<0.05）。4、PRM技术规模化验证:根据讨论分析和质谱评估结果,结合PRM试验特点和蛋白筛选原则,选择20个差异表达蛋白通过平行反应监测试验进行了蛋白验证,TMT和PRM的定量结果总体趋势一致性较高（上调蛋白同时大于1.3,下调蛋白同时小于0.77）,筛选到的差异变化蛋白质可能是水稻根尖组织响应汞金属胁迫的标志蛋白质。结论:1、汞胁迫对水稻不同组织内生理活动均有影响,低浓度刺激酶活性增强,而高浓度下生化指标受到不同程度的抑制;总汞含量随HgCl2胁迫浓度增大而升高。2、364个显著差异蛋白、23条相关通路、12个胁迫组共同变化蛋白直接或间接地参与了汞胁迫的损害分子机制。3、规模化验证20个差异蛋白表达水平与蛋白质组学结果一致,验证到的差异变化蛋白质可能是水稻根尖组织响应汞金属胁迫的标志蛋白质。