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石斛是当前国际花卉市场上最重要的花卉之一。金钗石斛为春化型植物,即必须要有一定的低温处理才可以开花。本文采用蛋白质组学技术研究了金钗石斛(Dendrobium nobile)低温处理过程中蛋白质差异表达的变化情况。
1.选取金钗石斛(Dendrobium nobile)成熟苗置于人工气候室中低温处理,温度设置为:16±1℃/10±1℃,12h/12h(白天/晚上),自然光照。分别在0d,10d和20d取其芽点,样品液氮速冻后放入-80℃冰箱保存以备提取蛋白。
2.建立金钗石斛花芽蛋白双向电泳体系:对样品制备,IPG胶条的pH值范围等进行了优化:采用酚抽提法提取蛋白;样品与水化液1:40复溶;选用pH值5-8的胶条和12%的凝胶分离蛋白;采用考马斯亮蓝G-250染色,获得了可识别约1000个蛋白质斑点的双向电泳图谱,且重复性好、分辨率高。
3.研究了金钗石斛花芽在低温诱导过程中蛋白质差异表达的变化情况。结果表明:低温处理后发现52个差异表达的蛋白质点,其中上调表达的11个,下调表达的20个,波动表达的13个,具有质的变化蛋白点有8个。对36个差异显著蛋白质斑点进行基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱串联质谱分析,共获得34个较好的二级质谱图,通过数据库搜索,其中有34个蛋白质得到了鉴定。这些蛋白质主要与物质和能量代谢,低温响应细胞防御,蛋白质生物合成及细胞内组分重建等生物学功能相关,以满足植物生长发育所
4.鉴定的差异蛋白中以细胞防御相关的蛋白最多,包括小热激蛋白、铜-锌超氧化物歧化酶、异黄酮还原酶类蛋白、过氧化物蛋白、乳酸酰谷胱甘肽裂解酶、谷胱甘肽转移酶和抗坏血酸氧化酶;其次为能量代谢,包括叶绿素a/b结合蛋白、核酮糖1,5-2磷酸羧化/加氧酶、3-磷酸甘油醛脱氢酶、膜联蛋白、植物凝集素和ATP结合蛋白;第三部分为蛋白质代谢的蛋白(谷酰胺合成酶,泛素结合蛋白,富含甘氨酸的RNA-结合蛋白);第四部分为细胞骨架蛋白(肌动蛋白1和肌动蛋白类蛋白);另外还有两个病毒相关蛋白(病程相关蛋白和病毒外壳蛋白)及四个未知功能蛋白。在低温诱导金钗石斛开花的过程中,这些蛋白的差异表达可能影响花芽发育,进而影响金钗石斛开花。