多肽组学概念自被提出以来受到了广泛的关注。多肽组学研究的是生物体内的活性小分子肽段,作为对蛋白质组学的补充,常常和质谱检测结合起来,应用于药物靶标和生物标记物以及对蛋白水解过程的调控方面。随着全球气候的变化,土壤盐碱化日趋严重。盐分成为影响植物生长和粮食产量的一个重要的环境因素,其中对植物危害最大的是钠盐和钙盐,尤以钠盐危害最为普遍。盐胁迫下的植物多肽组学相关调控肽段功能并没有得到深入的研究。拟南芥作为遗传育种的模式生物,具有基因高度纯和以及植株易于生长繁殖等优势,作为本次研究的实验对象。一般认为,植物生长过程中高盐抑制生长,低盐会促进生长。为了研究不同盐浓度下的植物体内多肽组学变化,本实验选择两种盐浓度(高盐浓度为150 mM,低盐浓度为50 mM),测定了盐胁迫处理拟南芥6天中含水量和花青素的变化以及酶活的变化,同时采用定量多肽组学方法检测了第2天和第6天拟南芥植株内多肽的变化,阐述了盐胁迫过程当中植物体对抗逆境变化的机制。通过对比不同盐浓度以及处理天数的不同,得到与植物抗盐相关的多肽片段,可以找到它的上游蛋白和基因,用于后续分子机制的验证实验。本研究利用定量多肽组学的方法来研究不同盐浓度处理下拟南芥植株多肽组学变化,这是首次从多肽水平研究植物盐胁迫的分子机制,并对多肽的种类和功能进行了分类和初步鉴定。实验结果如下:1.植物组织含水量的变化:随着盐浓度的增加,正常组拟南芥叶片当中的相对含水量变化存在小幅度的波动,但基本维持在90%左右,在低盐浓度(50 mmol/L)处理下的植物叶片相对含水量随着时间的递增,盐胁迫的负效应累积下来,含水量下降到了80%;受到高盐胁迫(浓度150 mmol/L)的植物叶片含水量下降明显,叶片相对含水量为70%左右。2.花青素含量的变化:花青素具有较强的抗氧化作用,可以作为拟南芥抵御外界环境胁迫的一种重要的色素指标。实验中,正常组花青素含量由于叶片的老化而产生轻微的增加,相比于正常组,低盐浓度(50 mmol/L)和高盐浓度(150 mmol/L)处理下的拟南芥整株的花青素含量均呈成倍的增长。3.酶活变化:测定了四种酶活含量的变化,过氧化氢酶CAT的含量随着时间的递增呈下降的趋势,第4天CAT的含量才有上升的趋势;过氧化物酶POD的含量在第4天和CAT有一定相关性,第4天之后,处理组当中POD的含量均呈现下降趋势;超氧化物歧化酶SOD的含量,高盐浓度处理下SOD的含量先上升再下降,而低盐浓度则呈现了完全相反的变化趋势,丙二醛MDA的含量低盐组和对照组变化趋势呈现一致,推测可能是环境因素的变化,相对的高盐组含量丙二醛的含量在处理的第二天出现了成倍的增加。4.不同盐浓度处理下的多肽含量的变化:使用50 mmol/L和150 mmol/L盐浓度处理拟南芥,分别测定在第2天和第6天的多肽含量变化,总共得到355条多肽片段,处理组第二天的低盐浓度处理下有102条多肽片段出现了显著的变化,高盐浓度处理下则有133条多肽片段发生了显著的变化,其中有30条多肽片段同时上调,40条多肽下调。处理组第六天的低盐浓度处理下有46条多肽片段出现了显著的变化,高盐浓度处理下则有139条多肽片段发生了显著的变化,其中有5条多肽片段同时上调,9条多肽出现下调。本研究在不同浓度盐胁迫中发现很多差异表达的肽,这些肽在植物组织抗盐中可能发挥着某些作用,需要进行下一步的功能验证。