硫化氢缓解水稻cd胁迫生理机制及差异蛋白质组学研究
本实验以重要的粮食作物水稻为实验材料，运用差异蛋白质组学的方法，观察各蛋白在镉胁迫下表达量的变化，蛋白与蛋白相互作用等，由此获得在蛋白质水平上的细胞代谢的整体过程，同时结合生理指标测定。结果显示硫化氢能够通过调节光合作用中的叶绿素，激活抗氧化酶，提高抗氧化物质谷胱甘肽代谢途径。由此得出硫化氢缓解水稻镉胁迫主要通过两方面，一是直接清除自由Cd离子，从而对Cd引起的毒害进行解毒；二是通过抗氧化物酶对Cd引起的过氧化作用进行缓解。
目录
摘要 1
关键字 1
Abstract 1
Key words1
1 材料与方法 2
1．1 实验材料培养与处理 2
1．1．1 实验材料培养与处理 2
1．2 水稻生长指标测定 2
1．2．1 根长与株高的测定 2
1．2．2 生物量称量 2
1．3 水稻叶片生理指标测定 2
1．3．1 测定叶绿素含量 2
1．3．2 酶液提取及抗氧化酶活力测定 2
1．3．3 谷胱甘肽含量和谷胱甘肽硫转移酶活力测定 2
1．4 水稻根系差异蛋白质组学分析方法 3
1．4．1 水稻根系总蛋白提取 3
1．4．2 水稻根部可溶性总蛋白的定量 3
1．4．3 蛋白样品的消化与鉴定 4
1．4．4 肽段标记 4
1．4．5 High pH RP分级 4
1．4．6 质谱检测 5
1．4．7 Sequest HT搜索 6
1．4．8 定量分析 6
2 结果与分析 7
2．1 H2S及Cd对水稻生长的影响 7
2．2 H2S及Cd对水稻叶片生理的影响 8
2．2．1 叶绿素含量 8
2．2．2 抗氧化酶GR活力 8
2．2．3 GSH 代谢 8
2.3 H2S对盐胁迫下水稻叶片蛋白质表达谱的影响 9
2．3． *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
1 Cd胁迫下水稻根系差异表达蛋白功能分析 10
3 讨论 13
3．1 H2S缓解了Cd胁迫对水稻造成的生长抑制 13
3．2 H2S缓解Cd胁迫的可能机制 13
致谢15
参考文献15
硫化氢缓解水稻Cd胁迫生理机制及差异蛋白质组学研究
引言
引言 近年来,随着工业“三废”的排放、农药和化肥的不合理使用等,农田重金属Cd污染日益严重,对水稻正常生长发育造成严重影响。因此,研究缓解Cd对水稻毒害的技术措施在理论和实践中都具有重要意义。H2S是生物体内的信号分子,参与植物的信号转导和在植物抗逆过程中发挥着重要作用。本研究以水稻为试验材料,采用营养液培养的方式,研究了 H2S对水稻幼苗Cd毒害的缓解效应及其生理机制,旨在寻求缓解水稻Cd毒害的有效途径,确保Cd毒害下水稻正常生长发育。土壤改良治理外,培育耐盐品种,提高农作物盐胁迫抗性也是可行之路。因此了解植物盐害的机理及其应对盐胁迫的策略,对于进一步推动耐盐作物选育研究,加快生态环境建设和农业可持续发展具有重要意义。
H2S对植物胁迫缓解的研究仍处于起步阶段,其深层机理仍不明确,尤其是分子蛋白层次的研究相对较少。本文以重要的粮食作物同时也是模式植物,水稻为材料,通过外源施用H2S供体NaSH处理盐胁迫下的水稻幼苗,运用差异蛋白组学的方法,同时结合生长,生理指标测定,从生理及蛋白水平上全面地研究H2S缓解水稻盐胁迫的机理。这是第一次用蛋白质组学的方法从整体蛋白表达水平研究H2S缓解植物Cd逆境胁迫机理的研究,为H2S缓解植物Cd逆境胁迫研究提高了新的视角,同时为提高农作物耐Cd性和重金属Cd污染的土地的开发利用提供理论基础和借鉴。
1 材料与方法
1．1 实验材料培养与处理
1．1．1 实验材料培养与处理 本研究所用材料为水稻，品种名为“日本晴”。水稻种子用自来水冲洗干净，然后用10%的过氧化氧溶液消毒20分钟，再用70%的乙醇消毒5分钟，最后用蒸馏水漂洗若干次，直至漂洗干净。将种子置于27°C恒温培养箱中用蒸馏水浸泡24 h，使其充分吸涨，然后将种子放入盖有湿润滤纸的培养皿中，于27°C恒温培养箱中催芽，保持滤纸湿润。3天后水稻长出芽及根，转移到含有木村培养液的培养盆中（盆上纱网覆盖,种子均匀的播种在其上面）中培养5天后备用。每两天更换一次培养液，实验在27 °C光照培养箱中进行，相对空气湿度为75%，光周期为12 h/ 12 h（光/暗比）。
1．1．2 水稻材料的处理 本实验所用H2S处理以NaHS为供体，配制100 μM浓度的NaHS溶液处理水稻幼苗。Cd胁迫处理浓度为10 μM。处理方式为：CK、100 μM NaHS、10 μM Cd和10 μM Cd+100 μM NaHS。处理液每隔一天更换一次，三天后测定生长指标，收取叶片液氮冻存。
1．2 水稻生长指标测定
1．2．1 根长与株高的测定 处理后的水稻幼苗用精确到毫米的刻度尺测量主根（最长的根）长度和植株高度（地上部分株高），每个处理测10个重复然后计算平均值。
1．2．2 生物量称量 处理后的水稻幼苗用精确到毫克的电子天平分别称量其根部鲜重、地上部分鲜重，每个处理称量10个重复然后计算平均值。
1．3 水稻叶片生理指标测定
1．3．1 测定叶绿素含量 用SPAD502叶绿素仪测定叶片叶绿素含量: 叶绿素吸收峰是蓝光和红光区域，在绿光区域是吸收低谷，并且在近红外区域几乎没有吸收。基于此，选择红光区域和近红外区域测量叶绿素。叶绿素吸收波长为650nm的红光。但并不吸收波长为940nm的红外光，红外光的发射和接收主要是为了消除叶片厚度等方面对测量结果的影响。红光到达叶片后，一部分被叶片的叶绿素所吸收，少量被反射后，剩下的透过叶片被接收器转换成为相应的电信号，然后通过A/D转换器转换为数字信号，微处理器利用这些数字信号计算叶绿素的相对含量，表示为SPAD值。
目录
摘要 1
关键字 1
Abstract 1
Key words1
1 材料与方法 2
1．1 实验材料培养与处理 2
1．1．1 实验材料培养与处理 2
1．2 水稻生长指标测定 2
1．2．1 根长与株高的测定 2
1．2．2 生物量称量 2
1．3 水稻叶片生理指标测定 2
1．3．1 测定叶绿素含量 2
1．3．2 酶液提取及抗氧化酶活力测定 2
1．3．3 谷胱甘肽含量和谷胱甘肽硫转移酶活力测定 2
1．4 水稻根系差异蛋白质组学分析方法 3
1．4．1 水稻根系总蛋白提取 3
1．4．2 水稻根部可溶性总蛋白的定量 3
1．4．3 蛋白样品的消化与鉴定 4
1．4．4 肽段标记 4
1．4．5 High pH RP分级 4
1．4．6 质谱检测 5
1．4．7 Sequest HT搜索 6
1．4．8 定量分析 6
2 结果与分析 7
2．1 H2S及Cd对水稻生长的影响 7
2．2 H2S及Cd对水稻叶片生理的影响 8
2．2．1 叶绿素含量 8
2．2．2 抗氧化酶GR活力 8
2．2．3 GSH 代谢 8
2.3 H2S对盐胁迫下水稻叶片蛋白质表达谱的影响 9
2．3． *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
1 Cd胁迫下水稻根系差异表达蛋白功能分析 10
3 讨论 13
3．1 H2S缓解了Cd胁迫对水稻造成的生长抑制 13
3．2 H2S缓解Cd胁迫的可能机制 13
致谢15
参考文献15
硫化氢缓解水稻Cd胁迫生理机制及差异蛋白质组学研究
引言
引言 近年来,随着工业“三废”的排放、农药和化肥的不合理使用等,农田重金属Cd污染日益严重,对水稻正常生长发育造成严重影响。因此,研究缓解Cd对水稻毒害的技术措施在理论和实践中都具有重要意义。H2S是生物体内的信号分子,参与植物的信号转导和在植物抗逆过程中发挥着重要作用。本研究以水稻为试验材料,采用营养液培养的方式,研究了 H2S对水稻幼苗Cd毒害的缓解效应及其生理机制,旨在寻求缓解水稻Cd毒害的有效途径,确保Cd毒害下水稻正常生长发育。土壤改良治理外,培育耐盐品种,提高农作物盐胁迫抗性也是可行之路。因此了解植物盐害的机理及其应对盐胁迫的策略,对于进一步推动耐盐作物选育研究,加快生态环境建设和农业可持续发展具有重要意义。
H2S对植物胁迫缓解的研究仍处于起步阶段,其深层机理仍不明确,尤其是分子蛋白层次的研究相对较少。本文以重要的粮食作物同时也是模式植物,水稻为材料,通过外源施用H2S供体NaSH处理盐胁迫下的水稻幼苗,运用差异蛋白组学的方法,同时结合生长,生理指标测定,从生理及蛋白水平上全面地研究H2S缓解水稻盐胁迫的机理。这是第一次用蛋白质组学的方法从整体蛋白表达水平研究H2S缓解植物Cd逆境胁迫机理的研究,为H2S缓解植物Cd逆境胁迫研究提高了新的视角,同时为提高农作物耐Cd性和重金属Cd污染的土地的开发利用提供理论基础和借鉴。
1 材料与方法
1．1 实验材料培养与处理
1．1．1 实验材料培养与处理 本研究所用材料为水稻，品种名为“日本晴”。水稻种子用自来水冲洗干净，然后用10%的过氧化氧溶液消毒20分钟，再用70%的乙醇消毒5分钟，最后用蒸馏水漂洗若干次，直至漂洗干净。将种子置于27°C恒温培养箱中用蒸馏水浸泡24 h，使其充分吸涨，然后将种子放入盖有湿润滤纸的培养皿中，于27°C恒温培养箱中催芽，保持滤纸湿润。3天后水稻长出芽及根，转移到含有木村培养液的培养盆中（盆上纱网覆盖,种子均匀的播种在其上面）中培养5天后备用。每两天更换一次培养液，实验在27 °C光照培养箱中进行，相对空气湿度为75%，光周期为12 h/ 12 h（光/暗比）。
1．1．2 水稻材料的处理 本实验所用H2S处理以NaHS为供体，配制100 μM浓度的NaHS溶液处理水稻幼苗。Cd胁迫处理浓度为10 μM。处理方式为：CK、100 μM NaHS、10 μM Cd和10 μM Cd+100 μM NaHS。处理液每隔一天更换一次，三天后测定生长指标，收取叶片液氮冻存。
1．2 水稻生长指标测定
1．2．1 根长与株高的测定 处理后的水稻幼苗用精确到毫米的刻度尺测量主根（最长的根）长度和植株高度（地上部分株高），每个处理测10个重复然后计算平均值。
1．2．2 生物量称量 处理后的水稻幼苗用精确到毫克的电子天平分别称量其根部鲜重、地上部分鲜重，每个处理称量10个重复然后计算平均值。
1．3 水稻叶片生理指标测定
1．3．1 测定叶绿素含量 用SPAD502叶绿素仪测定叶片叶绿素含量: 叶绿素吸收峰是蓝光和红光区域，在绿光区域是吸收低谷，并且在近红外区域几乎没有吸收。基于此，选择红光区域和近红外区域测量叶绿素。叶绿素吸收波长为650nm的红光。但并不吸收波长为940nm的红外光，红外光的发射和接收主要是为了消除叶片厚度等方面对测量结果的影响。红光到达叶片后，一部分被叶片的叶绿素所吸收，少量被反射后，剩下的透过叶片被接收器转换成为相应的电信号，然后通过A/D转换器转换为数字信号，微处理器利用这些数字信号计算叶绿素的相对含量，表示为SPAD值。
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