钒胁迫对蔬菜幼苗分子分布和植物相关蛋白的影响

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通过扦插培养实验,采用NaOH提取法和 Tris-HCl提取法,研究了不同浓度V(Ⅴ)胁迫不同时间下蔬菜叶蛋白含量的变化;通过水培实验,利用G-75凝胶层析和电泳分析相结合的方法,掌握了不同 V(Ⅴ)胁迫下枸杞和芥菜的分子分布;测定了不同浓度V(Ⅴ)胁迫下枸杞幼苗诱导相关蛋白的动态变化。获得的结果为:  (1)采用碱法和Tris-HCl提取法,研究了钒(V)胁迫对不同蔬菜叶蛋白含量的影响。结果表明,随着V胁迫浓度的增加,枸杞和芥菜叶中蛋白含量呈现先升后降的变化趋势,当V浓度达50 mg·kg-1,碱法提取枸杞和芥菜叶中的蛋白含量分别达最大值127.07 mg·g-1和41.76 mg·g-1,茎中蛋白含量分别为143.51 mg·g-1和23.54 mg·g-1。当V>100 mg·kg-1,枸杞叶蛋白含量下降并趋于平稳。可能是在低浓度V胁迫下,枸杞植物被诱导产生相关具有解毒机制的蛋白,表现为总的叶蛋白含量增加;当V胁迫浓度超过了枸杞植物的耐受限度,维持生命活动的蛋白受到 V的毒害而变性失活,从而表现为总的叶蛋白含量下降。  (2)通过对枸杞根、茎、叶和芥菜叶凝胶层析后,出现两个紫外吸收峰,第一峰的蛋白主要集中在8~15管,第二峰集中在25~33管。对第一紫外吸收峰的电泳分析结果表明,在V胁迫下植物的分子分布发生变化,当V浓度为10 mg·L-1时,枸杞根产生分子量为58.6KD的蛋白;茎产生了两种分子量为64.5、46.9KD的蛋白;当 V浓度增大到20 mg·L-1,叶产生了分子量为20KD的蛋白。随着V胁迫浓度增大,芥菜中分子量为33.9KD和36KD的两条蛋白条带逐渐变浅,而27.3KD的蛋白质条带逐渐加深。枸杞幼苗第一洗脱峰蛋白中V含量随V胁迫浓度增大而增加,而芥菜叶在V≥10 mg·L-1时 V含量降低,这与不同植物蛋白结合 V的能力有关。枸杞幼苗蛋白结合 V的能力较强,生成的植物螯合肽较多,对V有较强的耐受能力。  (3)通过水培试验,研究了V(Ⅴ)胁迫下枸杞幼苗植物螯合肽(PCs)和类金属硫蛋白(MTL)含量动态变化。结果表明,随V(Ⅴ)浓度增加和胁迫时间增长,地下部分和地上部分的谷胱甘肽(GSH)、非蛋白巯基(NPT)、PCs和MTL含量均呈现先上升后下降的趋势,在V(Ⅴ)胁迫浓度为5 mg·L-1,胁迫时间为8d时达到了最高,总体表现为地下部分>地上部分。胁迫时间8 d内,V(Ⅴ)<5 mg·L-1时,植株对V(Ⅴ)有一定抗性,通过产生GSH以清除活性氧及自由基,增强了PCs和 MTL的合成水平,硫蛋白结构中丰富的巯基与重金属结合,能够有效地螯合V(Ⅴ);之后,超过了枸杞幼苗对V(Ⅴ)的承受限度,使植物的新陈代谢受阻,阻碍了PCs和MTL合成速率,表现为含量下降。
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