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香蕉是一种热带亚热带大型草本植物,是当前世界上主要的水果之一,被联合国粮农组织(FAO)认定为世界第四大粮食作物,也是我国四大水果之一。干旱是一个长期存在的世界性难题,已成为制约当前世界农业生产发展的主要障碍之一,我国同样面临着水资源匮乏带来的诸多问题。开展研究干旱胁迫下香蕉的生理生化分析及相关蛋白表达的研究,从生理生化和蛋白质分子不同层面研究香蕉的抗旱性,对认识、阐明香蕉抗旱机制和开展香蕉抗耐旱品种培育等都具有重要意义。本文以桂蕉1号为实验材料,选择具有当地特色的土壤进行盆栽,设置干旱胁迫梯度,研究香蕉幼苗的形态变化和抗旱性生理指标的变化;运用iTRAQ技术,研究了干旱胁迫下香蕉幼苗叶片差异表达蛋白质组。主要研究结果如下:(1)随水分胁迫强度的增加,香蕉幼苗叶片的萎蔫程度逐渐增加,叶片卷曲程度逐渐加深,主侧脉突出的现象逐渐加重,并伴随出现大量紫斑。净光合速率(Pn),气孔导度(Gs),蒸腾速率(Tr)随干旱程度增加而成整体降低的趋势,胞间C02浓度(Ci)的变化趋势则呈相反的变化趋势;对四个光合指标的相关性测定发现净光合速率(Pn),气孔导度(Gs),蒸腾速率(Tr)两两之间呈正相关。随干旱胁迫的加强,叶片的叶绿素含量、可溶性蛋白含量、丙二醛含量都呈现出“升-降-升”的趋势,可溶性糖含量呈逐渐下降趋势,而脯氨酸含量则呈现先增后降的趋势。形态的变化,光合指标的强弱,渗透调节物质的改变,是香蕉表现抗旱性的主要指标。2鉴定共获得与香蕉蛋白库相匹配的肽段5337个,蛋白1655个,其中获得定量信息的蛋白有1023种,差异表达蛋白有78,上调蛋白有32个,下调蛋白有46个。鉴定蛋白肽段覆盖率达20%以上的约有423个,占鉴定总蛋白的25.59%。肽段所含氨基酸残基多集中在6-19个之间,共4982,约占总肽段数93.35%。通过GO二级功能分类统计,将上调蛋白和下调蛋白分别进行了生物进程、细胞组分和分子功能三个方面的功能统计,分别发现,差异表达蛋白在生物进程中主要参与了细胞过程,代谢过程,单有机体过程以及响应刺激胁迫过程,在细胞组分中主要定位于细胞组分,细胞器组分和细胞膜系统组分,在分子功能方面主要包括催化活性功能和结合功能。通过对差异表达蛋白进行亚细胞结构定位发现,上调蛋白和下调蛋白主要集中定位于叶绿体(59%)和细胞溶质(16%)上。差异表达蛋白pathway通路的显著富集分析,可以看出,差异表达蛋白主要参与了能量代谢,碳水化合物代谢,氨基酸代谢,多酮类化合物和萜类化合物的代谢等通路,其中,在能量代谢和碳水化合物代谢方面尤其重要。此外,针对个别蛋白,我们进行了较为全面的描述和研究,以期找到在干旱胁迫过程中具有较高研究价值的表达差异蛋白,为进一步揭示香蕉的抗旱机制提供分子层面的依据。