应答白粉病菌胁迫的黄瓜不同抗、感姐妹系叶片细胞壁差异蛋白质组分析

【摘要】黄瓜(CucumissativusL.)普遍被认为是我国主要的经济作物之一。黄瓜白粉病[Sphaerothecafuliginea(Schlecht)Poll.]频繁出现于我国南北方露地或保护地,是黄瓜生产过程中三大病害之一,影响植物光合作用,导致植株长势变弱或死亡,严重威胁了黄瓜的质量和产量。细胞壁是植物抵御病原菌侵染的第一道屏障,在应答环境变化时细胞壁需要被修饰以提高植物的适应能力,细胞壁蛋白在这个生理过程中扮演着重要的角色。细胞壁蛋白质组(主要包括分泌蛋白质组、非原质体蛋白质组和与细胞壁结合松散的蛋白质)已经成为鉴定植物应答环境变化的候选蛋白质的新途径。本试验研究了黄瓜抗、感姐妹系B21-a-2-1-2和B21-a-2-2-2在应答白粉病菌侵染过程中的叶片细胞壁蛋白质组的变化和差异,以期更全面地了解黄瓜响应白粉病菌胁迫的分子机制,进而为该病害的防御和控制提供科学依据。(1)分析比较了制备黄瓜叶片细胞壁蛋白质的不同提取方法。以黄瓜幼苗的叶片为材料,采用酚提取法、盐提法、尿素提取法和真空渗透提取法等4种不同的提取方法分离细胞壁蛋白质,并进行提取效果比较。结果表明,盐提法的蛋白产率最高,尿素提取法次之,真空渗透提取法和酚提取法的蛋白产率较低；利用六磷酸葡萄糖脱氢酶活性测定法检测细胞质蛋白的污染率,其中,真空渗透提取法获得的细胞壁蛋白污染率最低,其次为盐提法,均无明显污染；SDS-PAGE电泳分析表明盐提法的蛋白条带清晰,且细胞质中高丰度蛋白Rubisco的条带不明显。本试验建立了有效地提取黄瓜叶片细胞壁蛋白质的方法,为后续的黄瓜细胞壁蛋白质组学研究奠定了基础。(2)以抗、感黄瓜白粉病的姐妹系B21-a-2-1-2和B21-a-2-2-2苗期叶片为试材,接种白粉病菌后24h提取叶片细胞壁蛋白质,采用Lable-free技术研究白粉病菌胁迫条件下黄瓜叶片细胞壁蛋白质组的变化。结果表明,在白粉病菌胁迫下,不同抗、感品系的黄瓜叶片中共检测到200个差异蛋白点。选取其中63个t-testpvalue≤0.05的差异蛋白质,经生物信息学比对分析,鉴定7个非原生质体蛋白质、18个分泌蛋白、15个不确定定位的蛋白质以及23种细胞内蛋白质。其中,7个非原生质体蛋白质包括2种木葡聚糖内转糖苷酶、扩张蛋白S1、酸性α-半乳糖苷酶2、抗坏血酸氧化酶、果胶酶、Alpha-expansin8;18个分泌蛋白为质体蓝素、多铜氧化酶、2个醌氧化还原酶类似蛋白、组蛋白H4、磷酸丙糖异构酶、核苷二磷酸激酶、Stellacyanin、GTP结合蛋白、2个热激蛋白70、亮氨酸氨基肽酶、Csf-2蛋白、核苷二磷酸激酶、类多聚腺苷酸结合蛋白2、锌指同源结构域蛋白1、ATP合酶CF1的ε亚基以及组蛋白H2A；不确定定位的蛋白质有抗坏血酸过氧化物酶、甘油醛-3-磷酸脱氢酶、UDP-葡萄糖焦磷酸化酶、泛素结合酶、苹果酸脱氢酶、肽基-脯氨酰顺反异构酶、过氧化物酶、Truncatedprocessedperoxidase、网联过氧化物酶、类磷酸乙醇酸磷酸酶、类过氧化物酶53、膜联蛋白、α-β-葡聚糖合成酶蛋白、酸性α-半乳糖苷酶1、过氧化物酶2。这些细胞壁差异蛋白质主要参与细胞过程、代谢过程、细胞定位、防御过程以及连接作用等。
【作者】孟祥南；
【导师】范海延；
【作者基本信息】沈阳农业大学，生物化学与分子生物学，2014，硕士
【关键词】黄瓜；白粉病；细胞壁蛋白质组；蛋白质非标记技术；

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