【摘 要】
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羊草(Leymus chinensis)根据叶色可分为灰绿型和黄绿型两种,二者在光合生理特性、耐盐碱性等方面也都表现出稳定的不同。为阐释二者差异的分子机制,本研究检测了两种生态型羊
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羊草(Leymus chinensis)根据叶色可分为灰绿型和黄绿型两种,二者在光合生理特性、耐盐碱性等方面也都表现出稳定的不同。为阐释二者差异的分子机制,本研究检测了两种生态型羊草的生理指标日变化,同时对两种生态型羊草的叶绿体进行基于串联质谱和非标定量的蛋白质组分析,并分析了两种生态型羊草在盐碱胁迫下,9个叶绿体差异蛋白质编码基因的转录表达。研究表明:1.羊草叶片中叶绿素a、叶绿素b和叶绿素a+b含量均表现出灰绿型显著高于黄绿型,但叶绿素a/b值相同。两种生态型羊草净光合速率、蒸腾作用和气孔导度的日变化呈现双峰趋势,灰绿型12时和日平均的光合速率显著高于黄绿型;蒸腾作用和气孔导度的变化趋势相同,灰绿型12时和14时的蒸腾速率以及12时的气孔导度显著高于黄绿型。2.利用Percoll密度梯度纯化叶绿体,采用Label-free方法获得两种生态型羊草叶绿体蛋白质表达谱,共得到732对蛋白质,筛选出差异蛋白质57个,45个蛋白质在灰绿型中的含量高于黄绿型;12个蛋白质在黄绿型中高于灰绿型。3.通过生物信息学的分析,筛选出的差异蛋白具有多种分子功能,包括跨膜转运蛋白、与蛋白结合、氧化还原酶活性、异构酶活性、转移酶活性和水解酶活性等;差异蛋白质参与的生物学过程主要包括光合作用、次生代谢过程、碳水化合物代谢等。通过STRING数据库对检测到的差异蛋白质进行了蛋白质-蛋白质互作网络分析。4.对两种生态型羊草叶绿体差异蛋白质的通路分析,主要得到16种差异蛋白质参与的7类通路:(1)光合相关通路(8个),包括光合作用(PsbP、PsbQ、atpB、PsbB)、光合天线蛋白(LHCB1)和叶绿素合成(HMBS、ChlM、FeCH);(2)碳代谢通路(MDH和rbcl);(3)光合磷酸化通路(ndhB和atp B);(4)类胡萝卜素合成通路(LcyB);(5)氧化还原蛋白(Trx-m和PetH);(6)应激反应(HSP70);(7)信号识别(SRP54)。5.通过qRT-PCR检测显示,两种生态型羊草9个叶绿体关键差异蛋白质编码基因对盐碱胁迫均有响应,但表达变化的趋势存在差异。两种生态型羊草叶绿体差异蛋白质基因在盐碱胁迫下转录水平的不同也与其分化为两种生态型有关。
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