UV-B辐射诱导青杨(Populus cathayana)雌雄植株生理和蛋白质表达差异
文献类型：学位论文
| 作者 | 冯丽华 |
| 答辩日期 | 2014-05 |
| 文献子类 | 博士 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 导师 | 李春阳 |
| 关键词 | 青杨 雌雄异株 紫外线b 营养限制 Itraq 蛋白质组 |
| 学位专业 | 植物学 |
| 英文摘要 | 近年来，臭氧层不断遭受人为和自然的破坏，使得到达地面的紫外线B(UV-B)辐射不断增强，已经给农业和自然生态系统造成了巨大的伤害。与此同时，来自土壤营养限制的威胁也正严重的影响着植物的生长和发育，成为了一个不容忽视的非生物胁迫因子。 雌雄异株植物是陆地生态系统的重要组成部分。研究表明，当雌雄个体遭受到生物或非生物因素胁迫时，它们在形态、生理和分子水平上表现出显著的性别间差异。例如，雌雄个体不同的生殖成本投入，不同的生长以及防御策略等。然而，就目前研究而言，高强度UV-B 辐射和土壤营养限制的共同作用如何影响雌雄植物的生长和发育知之甚少。因此，本研究以雌雄异株植物青杨为试材，探讨雌雄个体在高强度UV-B辐射、土壤营养限制及其交互条件下，生理、生化、亚细胞结构和蛋白质水平上的响应差异。主要研究结果如下： 1. 青杨雌雄植株对高强度UV-B辐射、土壤营养限制及其交互作用的响应研究 通过对青杨雌雄植株生理生化指标(包括比叶面积、地上部与地下部之比、气体交换、色素含量、叶片营养元素含量、膜脂过氧化水平以及次生代谢物的含量等)的测定表明，对照条件下，雌雄个体并无显著的性别间响应差异。但是，当雌雄植株遭受到高强度UV-B辐射和土壤营养限制胁迫后，雌雄个体的响应差异显著不同。与雄株相比，雌株显著地降低了植株的生长、生物量积累、气体交换水平和叶片氮利用效率，同时表现出更为严重的亚细胞结构损伤；而雄株则积累了大量的MDA、提高了抗氧化酶活性(POD和APX)以及次生防御能力(高紫外吸收物质和叶表皮蜡质含量)。在交互条件下，雌雄植株生长受到更为明显的抑制，植株自身的次级防御能力进一步增强。结果表明：(1)青杨雌株对高强度UV-B辐射、土壤营养限制及其交互处理更加敏感，表现出更多的负面效应和更弱的防御能力；(2)在土壤营养限制情况下，植株改变了资源的分配模式，表现为主动增加对防御系统的资源投入，减少对生长系统的物质分配，从而使得植株降低了对高强度UV-B辐射的敏感性，更好的适应胁迫环境。 2. 青杨雌雄植株对高强度UV-B辐射胁迫的定量蛋白组差异响应研究 采用同位素标记相对和绝对定量技术(iTRAQ)鉴定到2405个差异表达蛋白。比对分析表明，高强度UV-B辐射胁迫下雌雄间蛋白表达差异明显，共发现291个差异表达蛋白，其中雌株中303个，雄株中391个。它们不仅参与信号转导、调节基因表达、蛋白质折叠和加工等代谢过程，还参与碳水化合物、氨基酸和脂类等初级代谢物的生物合成与代谢，次生防御和保护的细胞壁合成、氧化还原平衡及抗胁迫等代谢进程。UV-B胁迫下，部分差异蛋白的表达量在雌雄中表现出相同的表达模式。其中，雌雄中均表现出显著上调和下调的蛋白分别为46个和55个，如超氧化物歧化酶[Mn]、NADH脱氢酶、60S 核糖体蛋白L9等均表现出相同的变化趋势；仅在雌株中显著上调或下调的蛋白分别为76个和103个，如钙调蛋白、ATP合成酶β亚基等；仅在雄株中显著上调或下调的蛋白分别为138个和130个，如磷酸甘油酸激酶、抗病性响应蛋白206、丙二烯氧化环化酶3等。值得注意的是，23个差异表达蛋白表现出了相反的表达模式，例如，果胶酯酶、磷酸甘油酸激酶等。综上所述，高强度UV-B辐射使得青杨雌雄个体在蛋白质水平上表现出显著的性别间差异响应，并且其功能调控错综复杂。 |
| 学科主题 | 生态研究 |
| 语种 | 中文 |
| 产权排序 | 1 |
| 源URL | [http://210.75.237.14/handle/351003/28735]  |
| 专题 | 成都生物研究所_生态研究 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 冯丽华. UV-B辐射诱导青杨(Populus cathayana)雌雄植株生理和蛋白质表达差异[D]. 中国科学院大学. 2014. |
入库方式： OAI收割
来源：成都生物研究所
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