不结球白菜(Brassicacampestrisssp.chinensisMakino)叶片低温应答

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低温是限制植物生长发育和产量的重要环境因子之一。低温胁迫对植物造成渗透胁迫和氧化胁迫等,已经成为蔬菜生产上的一个严重威胁,直接影响蔬菜的周年供应。不结球白菜(Brassica campestrisssp.chinensisMakino)属十字花科芸薹属植物,是全国普遍栽培的蔬菜作物。低温胁迫会导致不结球白菜减产及品质下降,因此,研究其低温响应机制具有重要意义。我们分别对不结球白菜进行了25℃、4℃、0℃和-4℃处理4h,并利用生理学与蛋白质组学技术策略对其低温应答机制进行了研究。我们对低温处理的不结球白菜叶片进行了形态学观察,并对膜透性、渗透保护物质含量与抗氧化酶活性等指标进行了测定。利用基于双向凝胶电泳和质谱的蛋白质组技术共鉴定到73种丰度差异蛋白质,主要参与光合作用、碳和能量代谢、基础代谢、胁迫防御,以及蛋白质合成、加工与降解等过程。此外,我们还分析了这些丰度差异蛋白质的同源编码基因的表达模式。通过上述研究,我们发现:(1)不结球白菜叶片通过积累大量渗透保护物质来应答低温胁迫;(2)不同温度处理下不结球白菜叶片启动的抗氧化途径不同;(3)不结球白菜叶片通过抑制叶绿素a/b结合蛋白的积累,从而降低对光能的吸收,减少过剩光能对其造成的损伤;(4)低温胁迫促进不结球白菜叶片糖酵解途径,抑制戊糖磷酸途径与三羧酸循环。(5)不结球白菜叶片低温应答过程中蛋白质合成过程受到抑制,而参与蛋白质降解的蛋白质丰度上升,这有利于促进错误折叠蛋白质的降解。这些研究结果为我们深入认识不结球白菜叶片低温应答的信号与代谢网络调控机制提供了重要线索。
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