根瘤提高紫花苜蓿耐盐性的蛋白质组研究

【摘要】盐胁迫是一种严重影响作物的生长发育并降低作物的产量的主要非生物胁迫。紫花苜蓿作为一种主要的豆科牧草，能与根瘤菌相互作用形成根瘤并进行生物固氮。本文通过抗逆生理指标测定、iTRAQ分析和qRT-PCR定量研究了盐胁迫下根瘤菌处理紫花苜蓿地上组织和地下组织的生理变化、蛋白质组变化及相关差异蛋白编码mRNA的表达量变化，以期阐释根瘤提高紫花苜蓿耐盐性的机理及探索提升紫花苜蓿抗逆性的新途径。试验研究结论如下：1．相对于接种根瘤菌不激活和不接种根瘤菌紫花苜蓿，接种根瘤菌并激活紫花苜蓿具有较高的叶片相对含水量，干物质含量；较低的超氧阴离子和丙二醛含量；较高的超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性；较高的还原性谷胱甘肽、脯氨酸和可溶性糖含量。具有活性的根瘤可以减轻紫花苜蓿遭受盐胁迫时造成的细胞膜损伤，提升细胞稳定性，维持细胞内环境平衡，从而使盐胁迫下接种根瘤菌并激活紫花苜蓿拥有更强的渗透调节能力和活性氧清除能力，并呈现出更强的耐盐性。2．iTRAQ技术在研究盐胁迫下根瘤菌处理紫花苜蓿不同组织中蛋白质表达差异上具有强大的分析能力，能快速、准确地定量并鉴别差异表达蛋白。通过iTRAQ分析，在根瘤菌处理紫花苜蓿地上组织和地下组织中分别鉴定到2,593和2,680个蛋白质，其中差异表达蛋白分别为1012和906个。3．地上组织鉴定到的差异表达蛋白主要参与电子传递以感应和传导逆境信号，光合作用和能量代谢以维持细胞内正常的能量供给，降低细胞壁的延展性以维系盐胁迫下细胞完整性，生成抗逆活性物质以维持细胞内环境稳定。地下组织中鉴定到的差异表达蛋白主要参与蛋白质合成、活性氧清除、新陈代谢和氧化还原反应，以提升盐胁迫下的根瘤菌生物固氮能力和能量供给，进而维持细胞渗透压平衡。4．差异表达蛋白主要参与光合固碳途径、氧化磷酸化途径、谷胱甘肽代谢途径、苯丙素生物合成途径、苯丙氨酸代谢途径和核糖体途径等代谢途径及催化活性调节、蛋白质结构性分子活性、能量转运过程和蛋白质结合等生理生化过程。表明根瘤能加速盐胁迫下紫花苜蓿体内的新陈代谢，增加能量供给，增强活性氧清除能力，减轻活性氧伤害，进而维持细胞完整性和内环境平衡，提升紫花苜蓿的耐盐能力。5．qRT-PCR定量分析发现iTRAQ分析获得的根瘤相关差异表达蛋白编码的mRNA在根瘤菌处理紫花苜蓿地上组织和地下组织中的表达量变化趋势和其在iTRAQ分析结果中的表达量变化趋势相似，从而验证了iTRAQ分析结果的有效性。6．用于qRT-PCR分析的差异表达蛋白在紫花苜蓿遭受盐胁迫过程中分别参与了氧化磷酸化，蛋白质的翻译、合成和修饰，氧化还原反应、能量代谢和活性氧清除等代谢途径和生理生化过程，在根瘤提高紫花苜蓿耐盐性上发挥着重要作用。7．根瘤菌侵染过程能促使植物产生应激防御，并形成免疫机制，以提升紫花苜蓿在遭受盐胁迫时的耐受能力，从而提高其耐盐性。
【作者】张攀；
【导师】呼天明；
【作者基本信息】西北农林科技大学，草业科学，2014，博士
【关键词】生物固氮；紫花苜蓿；根瘤；耐盐性；iTRAQ；

【参考文献】
[1]赵旭.桌面虚拟化在GW公司信息化办公中的应用与实现[D].天津大学,软件工程,2013,硕士.
[2]李莹.镭射卡纸表面特性及印品阶调、色彩再现的研究[D].西安理工大学,包装工程,2004,硕士.
[3]吴瑕.后现代女权主义的伦理审视[D].西南交通大学,伦理学,2012,硕士.
[4]张旗丽.20世纪50年代阳泉煤矿工人研究[D].山西师范大学,中国近现代史,2014,硕士.
[5]刘景龙.青岛市沙滩体育旅游研究[D].山东体育学院,体育教学,2011,硕士.
[6]殷静静.从顺应论视角看中国高校简介英译[D].郑州大学,英语语言文学,2013,硕士.
[7]王宏宇.肠愈宁颗粒对活动期溃疡性结肠炎（大肠湿热型）患者肠粘膜中的白介素-1、白介素-8影响的研究[D].黑龙江中医药大学,中医内科学（专业学位）,2013,硕士.
[8]钱立立.农药残留的快速检测和前处理技术的研究[D].中国科学技术大学,2007.
[9]孙啸震.花铃期增温影响棉花产量品质的生理机制研究[D].南京农业大学,作物栽培学与耕作学,2012,硕士.
[10]陈涛.TC18钛合金热变形行为与热处理数值模拟[D].哈尔滨工业大学,材料学,2013,硕士.
[11]张海源.制氢装置生产优化研究[D].华东理工大学,化学工程,2013,硕士.
[12]赵雁军.同煤大唐热电公司资产管理信息平台设计与实现[D].电子科技大学,软件工程（专业学位）,2012,硕士.
[13]郭倩倩.人民币汇率与我国进出口贸易关系实证研究[D].山西财经大学,金融学,2014,硕士.
[14]李小毛,朱琳琳,唐延东.基于Mumford-Shah模型和开样条曲线的边界检测(英文)[J].自动化学报,2009,02:132-136.
[15]范琳琳.基于WEB3D的井筒信息展示系统的设计与实现[D].吉林大学,软件工程,2012,硕士.
[16]梅翠松.基于蓝牙通讯的便携式心电监测仪的设计与实现[D].西安工业大学,电子与通信工程,2014,硕士.
[17]李显君.管理的科学和实验精神[J].企业管理,2001,07:54-55.
[18]章辉,孙优贤.线性多变量控制系统中的信息率和H_∞熵(英文)[J].自动化学报,2004,01:101-107.
[19]刘仕鸿.中药高位灌肠治疗慢性功能性便秘的临床和实验研究[D].川北医学院,外科学,2013,硕士.
[20]张晋.求解大型稀疏线性方程组若干迭代算法的研究与应用[D].北方民族大学,应用数学,2014,硕士.
[21]王清峰.大学生就业中的地方政府责任[D].湖北工业大学,政治学理论,2013,硕士.
[22]娄会彬.重载车辆作用下无砟轨道结构力学分析[D].西南交通大学,车辆工程,2014,硕士.
[23]吴军,孙丛梅.数据挖掘技术在Web中的应用[J].内蒙古科技与经济,2004,S2:86-88.
[24]王秀梅.校本课程评价方案研究[D].河北师范大学,课程与教学论,2013,硕士.
[25]王冰.磁性可分离中空TiO_2光催化材料的制备及性能研究[D].南京大学,2014.
[26]刘会学,胡蓓,张文辉.产业集群核心企业异质性特征研究[J].科技进步与对策.
[27]云霞.现金股利政策与盈余持续性关系研究[D].内蒙古大学,会计,2014,硕士.
[28]史小惠.榆林地区土地生态敏感性时空动态分析[D].长安大学,土地资源管理,2013,硕士.
[29]曾智,张家泉,韩占光,常运合,何庆文,邵明海.大方坯连铸机二冷配水控制系统的改造及应用[J].冶金自动化,2010,04:42-46.
[30]周波.用代码缓存复用技术提升Android即时编译器效率[D].复旦大学,计算机软件与理论,2012,硕士.
[31]郑光华.基于双芯光子晶体光纤的干涉测量技术研究[D].杭州电子科技大学,机械设计及理论,2014,硕士.
[32]朱启戎.农村居家养老的乡土适应研究[D].南京农业大学,社会学,2012,硕士.
[33]孙德林,余先纯,王荣,孙德彬,黄小西.烧结温度对环氧树脂/竹基木陶瓷性能的影响[J].材料热处理学报,2011,09:18-22.
[34]李晓军.GIS空间分析方法研究[D].浙江大学,2007.
[35]钟利民.供体特异性体内细胞毒性实验在新西兰大白兔皮肤移植模型中的应用[D].南方医科大学,肝胆外科学,2012,硕士.
[36]倪乐.脂肪间充质干细胞对野百合碱诱发的肺动脉高压大鼠IL6、TNF-α、BNP的影响[D].福建医科大学,内科学,2014,硕士.
[37]吴煌鑫.广州市北部山区扶贫开发工作调查研究[D].电子科技大学,公共管理（专业学位）,2012,硕士.
[38]吴彬.分子拥挤条件下阳离子卟啉对G-四链体的识别和稳定[D].天津大学,化学,2013,硕士.
[39]王丽婕.员工工作满意度、工作投入与工作绩效关系的实证研究[D].北京林业大学,行政管理,2013,硕士.
[40]王洪波.国际半导体技术发展路线图2008年更新版综述(三)[J].中国集成电路,2009,08:20-28.
[41]王海兵.我国会计信息市场研究[D].武汉理工大学,会计学,2003,硕士.
[42]达飞鹏,宋文忠.基于FNN的滑模自适应控制[J].控制与决策,1998,04:14-18+29.
[43]李春莲.取代基结构与热可逆交联剂解交联温度的关系[D].北京化工大学,材料科学与工程,2013,硕士.
[44]占智琰.上市公司资产减值行为动机与市场反应研究[D].南京农业大学,会计学,2012,硕士.
[45]霍雁平.哈维·威利与美国食品药品联邦监管的缘起[D].内蒙古师范大学,专门史,2013,硕士.
[46]李良.杂原子分子筛的制备、表征及其催化六碳糖脱水反应性能研究[D].华东师范大学,物理化学,2013,硕士.
[47]李亮.预应力混凝土槽形梁桥加固方法研究[D].长安大学,建筑与土木工程,2013,硕士.
[48]段纳,解学军,张嗣瀛.一类高阶次随机非线性系统的状态反馈镇定[J].控制与决策,2008,01:60-64.
[49]吴新民.两种典型的入侵检测方法研究[J].计算机工程与应用,2002,10:181-184.
[50]刘竹林,胡德芳.用智能化方式解决金融系统数据仓库方法研究[J].华南金融电脑,2002,08:21-23.