CO2加富和干旱脅迫下黃瓜葉片葉綠體蛋白質組學分析.pdf

1、本試驗以‘津優(yōu)35號’黃瓜為試材，研究了黃瓜幼苗在CO2加富和干旱脅迫下的形態(tài)指標和生理特性，并通過 iTR AQ技術對黃瓜葉片葉綠體蛋白質組進行了分析。采用裂區(qū)設計，主區(qū)為 C O2濃度處理，裂區(qū)為水分處理。其中 CO2濃度處理為大氣 C O2濃度（400μmol·mol-1，用A表示）和CO2加富（800±20μmol·mol-1，用E表示），水分處理為對照（營養(yǎng)液，用0表示）、中度干旱脅迫（營養(yǎng)液+5％聚乙二醇6000，用1表示）

2、和重度干旱脅迫（營養(yǎng)液+10%聚乙二醇6000，用2表示）。主要研究結果如下：
　　1. CO2加富顯著提高了三種水分處理下黃瓜的株高、莖粗、葉面積和葉片相對含水量。C O2加富顯著提高了中度和重度干旱脅迫下黃瓜葉片的凈光合速率。與大氣C O2相比，CO2加富使干旱脅迫下Fm的下降程度和NPQ的升高程度都減小。CO2加富明顯降低了中度和重度干旱脅迫下OJIP曲線中J峰和K峰的熒光強度。
　　2.通過iTRAQ技術共鑒定到20

3、46個蛋白質，從中我們選取具有重要功能和最高可信度的差異表達蛋白質進行了統(tǒng)計分析。差異表達蛋白質功能主要涉及光合作用、色素的生物合成、脅迫及防御響應、氧化還原平衡和代謝通路等方面。
　?。?）光反應相關蛋白（PSII反應中心蛋白、葉綠素 a-b結合蛋白、PSI裝配蛋白Ycf4和PSI反應中心亞基VI-2等）在中度和重度干旱脅迫下表現(xiàn)為下調。CO2加富提高了對照下psbJ和PSII葉綠素a-b結合蛋白的豐度以及中度干旱脅迫下psb

4、J和PS I反應中心亞基VI-2的豐度。
　?。?）類胡蘿卜素合成相關蛋白（胡蘿卜素ε-單氧酶、葉黃素缺乏蛋白、八氫番茄紅素合成酶和玉米黃素環(huán)化酶）在中度和重度干旱脅迫下表現(xiàn)為下調。葉綠素合成相關蛋白（原葉綠素酸酯還原酶、四吡咯-結合蛋白和鎂-螯合酶亞基ChlH）在中度干旱脅迫下表現(xiàn)為下調，而鎂-螯合酶亞基 ChlI-2在重度干旱脅迫下表現(xiàn)為下調。CO2加富提高了對照下鎂-螯合酶亞基ChlI-2的豐度，而降低了干旱脅迫下尿卟啉原脫

5、羧酶和四吡咯-結合蛋白的豐度。
　　（3）脅迫響應蛋白（質體-脂質關聯(lián)蛋白、PLAT域包含蛋白、胚胎發(fā)育晚期豐富蛋白、谷胱甘肽轉移酶、熱激蛋白等）在中度和重度干旱脅迫下都表現(xiàn)為上調。C O2加富減少了干旱脅迫下產(chǎn)生的丙二醛等有毒醛類或酮類。
　?。?）大氣CO2下，中度和重度干旱脅迫都使鐵蛋白豐度上調，而PHGPx只在中度干旱脅迫下上調。中度和重度干旱脅迫使GSH、ASA含量以及抗氧化酶（SOD、POD、CAT和APX）活性

6、提高。CO2加富提高了中度和重度干旱脅迫下抗氧化酶的活性，而且使重度干旱脅迫下硫氧還蛋白家族蛋白豐度上調，說明CO2加富能夠在一定程度上提高干旱脅迫下黃瓜的抗氧化能力。
　　（5）CO2加富使重度干旱脅迫下蘇氨酸脫水酶豐度上調、異亮氨酸合成增加、脯氨酸含量顯著提高，說明CO2加富會通過提高干旱脅迫下滲透調節(jié)物質的表達和含量來提高黃瓜的抗干旱能力。
　　綜上所述，黃瓜幼苗會通過調節(jié)相關蛋白的表達來對干旱脅迫做出響應，以提高其在