UV-B辐射下发菜差异蛋白质组学研究

【摘要】发菜(NostocflagelliformeBorn.etFlah)属蓝藻门(Cyanophyta)念珠藻属(Nostoc),是一种对UV-B辐射具强耐受性的陆生固氮蓝藻。本文以发菜为研究材料,经增强的UV-B辐射处理,通过透射电镜对发菜细胞的超微结构进行了观察,运用植物生理学的理论及方法对其抗氧化酶类、光合色素等生理指标进行了测定,并应用差异蛋白质组学技术,比较了不同强度UV-B辐射下发菜藻体的差异蛋白表达,对差异蛋白可能的生物学功能进行了讨论。研究结果为深入阐明发菜耐UV-B辐射机制奠定了基础。1.随着UV-B辐射的增强,发菜胶质鞘轮廓变得不规则,结构颗粒与糖原颗粒逐渐消失,类囊体排列发生变化,类囊体膜由大多与细胞膜平行逐渐变得弯曲,排列和分布趋于紊乱。2.随着UV-B辐射强度的增加,发菜可溶性蛋白含量、藻胆素、叶绿素a及类胡萝卜素的含量均有所下降；丙二醛含量先增加然后下降；发菜超氧阴离子自由基的含量呈增加的趋势；脯氨酸及可溶性糖含量先增加然后又下降；CAT的活性增加；SOD活性呈先升高后下降趋势；MAAs的含量先增加然后明显下降。3.采用pH4-7的线性IPG胶条对发菜不同UV-B辐射下的蛋白质进行IEF-SDS-PAGE分离,应用ImageMaster2D软件对发菜蛋白质组的电泳图谱进行分析,日光灯照射下发菜2-DE图谱上共检测到蛋白点1055个,UV-B辐射24h的发菜2-DE图谱上共检测到蛋白点1086个,UV-B辐射72h的发菜2-DE图谱上共检测到蛋白点1009个,UV-B辐射144h的发菜2-DE图谱上共检测蛋白点970个。经ImageMaster2D图像软件分析,表达量变化在2倍以上的差异蛋白质有75个,其中24个差异蛋白上调表达,33个蛋白下调表达,9个蛋白波动变化。4.经MALDI-TOF-TOF/MS分析及数据库检索,成功鉴定出66个差异蛋白,分别为：碳水化合物选择性外膜蛋白(Spot-12);NmrA家族蛋白(Spot-34);分泌及表面蛋白(Spot-55);核糖体蛋白(Spot-58)核苷酸结合蛋白(Spot-69)。含锌乙醇脱氢酶超家族蛋白(Spot-2);硫氧还蛋白(Spot-4);氧化还原酶(Spot-11):过氧化物酶(Spot-25.67);半胱氨酸激活剂复合亚基(Spot-27);果糖-1,6-二磷酸醛缩酶(Spot-8.9):NAD(P)H脱氢酶(Spot-17)；ATP酶(Spot-22.33);磷酸核酮糖激酶(Spot-23);藻蓝蛋白β亚基(Spot-26);果糖/塔格糖二磷酸醛缩酶(Spot-30);1,5二磷酸核酮糖羧化酶大亚基(Spot-36);NADHα-葡聚糖磷酸化酶(Spot.42);FOF1-ATP合酶β亚基(Spot-43);核糖-5-磷酸异构酶(Spot-47);热休克蛋白(Spot-56);苏氨酸合酶(Spot-20);谷氨酰氨合成酶(Spot-32)等。4个蛋白功能未知,这些差异蛋白质在发菜抗UV-B胁迫过程中主要行使抗氧化、分子伴侣等功能,参与了碳水化合物及能量代谢、氮代谢、脂代谢等代谢途径。这些研究结果和数据具有创新性,为进一步研究发菜抗UV-B辐射的分子机制奠定了方法学和理论基础。
【作者】雷晓婷；
【导师】梁文裕；
【作者基本信息】宁夏大学，植物学，2014，硕士
【关键词】发菜；UV-B辐射；超微结构；生理代谢；差异蛋白质组；

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