水稻PP2Ac磷酸酶蛋白质在逆境胁迫中的表达研究

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背景:水稻是在全世界范围内广泛种植的单子叶植物,同时也是作为粮食的最主要的作物。对植物产生不利影响的环境称为逆境,逆境环境主要影响水稻的正常生长发育、降低水稻的品质和产量。稻瘟病、白叶枯病和纹枯病是影响水稻的三大主要病害,其中白叶枯病是由革兰氏阴性细菌引起的。通过研究水稻抵御逆境胁迫的机理,可以提高水稻的抗逆特性,进而保证水稻产量的稳定。蛋白质的磷酸化和去磷酸化过程是由蛋白激酶和蛋白磷酸酶共同调控,蛋白激酶通过催化蛋白质的磷酸化从而改变蛋白质的特性,蛋白磷酸酶能催化已磷酸化的蛋白质分子发生去磷酸化反应。蛋白磷酸酶和蛋白激酶在生物中相对应存在,共同构成了磷酸化和去磷酸化这一信号调节系统的开关。PP2Ac蛋白磷酸酶是在生物界中最普遍存在的一种酶,其功能在水稻的发育和抵抗逆境胁迫过程中均有体现。   研究目的:通过制备水稻PP2Ac蛋白质特异性的多克隆抗体,检测其在水稻正常生长以及抵抗逆境胁迫过程中蛋白质的表达特性,从而了解水稻抵抗逆境胁迫的机制,为后续研究提供实验基础。   材料与方法:首先预测水稻PP2Ac蛋白质的抗原决定簇,选择高峰值的抗原决定簇制备特异性抗体。采取WB(Western blotting)实验技术检测水稻正常生长发育过程叶片中PP2Ac蛋白质的表达模式,同时检测PP2Ac蛋白质在水稻抵抗逆境胁迫过程中的表达。   结果:发现在叶片正常生长过程中,水稻PP2Ac-X和PP2Ac-X的表达上调。在冷胁迫过程中,PP2Ac磷酸酶蛋白质没有发生明显的变化。在热胁迫过程中,水稻PP2Ac-X的表达上调。在旱胁迫过程,旱敏感的水稻品种9311中水稻PP2Ac-X的表达上调,PP2Ac-X的表达下调,而水稻品种TP309中水稻PP2Ac-X的表达下调。在淹涝胁迫过程,淹敏感水稻品种9311中,水稻PP2Ac-X、PP2Ac-X和PP2Ac-X的表达均发生了上调,耐淹水稻品种FR13A中,水稻PP2Ac-X和PP2Ac-X的表达下调。在Xa21介导的白叶枯病抗性及感病反应中,水稻相关PP2Ac表达的表达均发生变化,而在白叶枯病感病水对照反应中,PP2Ac类磷酸酶蛋白质没有发生明显的变化。   结论:本实验鉴定了水稻在重要逆境胁迫下发生表达丰度变化的PP2Ac蛋白质,为耐逆分子机理及PP2Ac磷酸酶蛋白质的功能研究提供了有价值的线索。
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