【摘 要】
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氮素是植物正常生长发育所需的必需元素之一.适宜浓度的氨氮会显著促进植物可溶性蛋白和光合色素的积累,促进植物的生长发育,但是,超过一定浓度之后,氨氮又会抑制植物的正常生长和代谢.由于沉水植物完全水生的特点,水体中氨氮的浓度会对其产生更为巨大影响.本研究利用沉水植物轮叶黑藻(Hydrilla verticillata(L.f.)Royle)做为实验材料,使用常规实验方法和双向电泳技术,对氨氮胁迫下轮叶
【机 构】
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南京农业大学生命科学学院 南京210095
【出 处】
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江苏省植物生理学会2016年学术年会
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氮素是植物正常生长发育所需的必需元素之一.适宜浓度的氨氮会显著促进植物可溶性蛋白和光合色素的积累,促进植物的生长发育,但是,超过一定浓度之后,氨氮又会抑制植物的正常生长和代谢.由于沉水植物完全水生的特点,水体中氨氮的浓度会对其产生更为巨大影响.本研究利用沉水植物轮叶黑藻(Hydrilla verticillata(L.f.)Royle)做为实验材料,使用常规实验方法和双向电泳技术,对氨氮胁迫下轮叶黑藻的生理和蛋白质组响应进行了研究,主要研究结果如下：(1)高浓度的氨氮(＞2 mg L-1)会显著降低轮叶黑藻的光合速率,减少可溶性蛋白和可溶性糖类的积累；而脯氨酸等游离氨基酸含量则显著积累,这显示氨氮胁迫下轮叶黑藻的蛋白质代谢较多的停留在氨基酸水平上,氨氮胁迫会打破轮叶黑藻的碳氮代谢平衡.(2)高浓度的氨氮(＞2 mg L-1)会显著诱导轮叶黑藻体内ROS和膜脂过氧化产物MDA的积累,引发氧化胁迫.抗氧化酶类活性测定显示,随着氨氮浓度的升高,抗氧化酶类活性呈现升高的趋势,表明氨氮胁迫下黑藻体内ROS的积累并不是抗氧化酶类活性受到抑制的结果.(3)氨氮胁迫下轮叶黑藻蛋白质组学研究共鉴定到53个差异蛋白点.根据功能可分为6类：光合作用相关蛋白如放氧增强蛋白和光捕获叶绿素a/b蛋白前体等；糖类代谢相关蛋白如推测的2,3-二磷酸甘油酸非依赖性变位酶和二氢硫辛酸脱氢酶1等；氮同化和物质合成相关蛋白如谷氨酰胺合成酶和推测的存在于叶绿体内的谷氨酸半醛氨基转移酶；抗氧化和氧化还原作用相关蛋白如过氧化氢酶和推测的：过氧化物酶5类似蛋白；转录调节与蛋白折叠和水解相关蛋白如tex相关蛋白的转录辅助蛋白和推断的泛素羧基端水解酶26；其它相关蛋白如粘蛋白5AC类似物等.氨氮胁迫下上述蛋白的差异表达表明：叶绿素合成和卡尔文循环关键酶类的下调表达导致了轮叶黑藻色素含量下降和光合作用的抑制；碳氮代谢相关酶类表达上调,为轮叶黑藻响应氨氮胁迫提供了物质和能量基础；抗氧化酶类的表达上调是对氨氮引发的氧化胁迫的响应；转录调控和蛋白水解相关酶类的差异表达造成了生长代谢关键酶类的降解,从而抑制了轮叶黑藻的正常生长.
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