《草坪草抗高溫差異蛋白質組學分析及分子功能驗證》是依託上海交通大學，由杜紅梅擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：草坪草抗高溫差異蛋白質組學分析及分子功能驗證
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：杜紅梅
- 依託單位：上海交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
夏季由高溫引起的葉片枯黃、衰老和根系活力下降是冷季型草坪草使用過程中存在的主要問題。與冷季型草坪草相比，暖季型草坪草對高溫具有較強的抗性。而暖季型草坪草抗高溫的分子機制，未見報導。本項目以冷季型草坪草草地早熟禾 (Poa pratensis) 和暖季型草坪草狗牙根(Cynodon dactylon) 盆栽砂培植株為材料，以冷季型草坪草為對照，分析：1、高溫脅迫對暖季型草坪草葉片抗衰老和根系抗高溫相關生理指標的影響；2、不同時間高溫處理條件下冷季型草坪草和暖季型草坪草葉片和根系中蛋白質表達的差異，對差異蛋白進行質譜鑑定，結合抗高溫生理指標的變化，篩選暖季型草坪草葉片和根系中抗高溫脅迫相關蛋白；3、利用半定量RT-PCR和Western進行抗高溫特異蛋白的功能驗證。以闡明草坪草抗高溫的分子機制，並為進一步建立暖季型草坪草抗熱分子標記和培育轉基因的抗熱冷季型草坪草奠定基礎。
結題摘要
與冷季型草坪草相比，暖季型草坪草對高溫具有較強的抗性。而暖季型草坪草抗高溫的分子機制，未見報導。本項目以冷季型草坪草草地早熟禾和暖季型草坪草雜交狗牙根為材料，分析： 1、高溫脅迫對暖季型草坪草葉片抗衰老和根系抗高溫相關生理指標的影響，發現與狗牙根相比，高溫脅迫對草地早熟禾根系的細胞膜傷害更大。 2、高溫處理對草地早熟禾葉片和根系差異蛋白表達的影響。發現長時間的高溫處理嚴重影響草地早熟禾葉片的光合作用，與光合作用相關的蛋白的表達量顯著下調。另外，在長時間高溫脅迫條件下，在根系中鑑定出過氧化物酶52和脫氫抗壞血酸還原酶的表達量顯著增加，這可能與根系的過氧化有關。 3、高溫處理對狗牙根葉片差異蛋白表達的影響。採用雙向電泳的方法，研究了0 d、1 d和24 d的高溫處理對狗牙根葉片蛋白質表達的影響。與草地早熟禾葉片不同的是，在高溫脅迫條件下，在狗牙根的葉片中我們發現了6種小分子量Hsp。 4、高溫處理對狗牙根葉片和根系抗氧化酶系統的影響。分析了不同時間高溫處理對狗牙根葉片和根系SOD、CAT、POD、APX、GR、DHAR和MDHAR活性以及丙二醛積累的影響。結果表明，同葉片相比，高溫處理對根系抗氧化酶活性的影響更大。 5、高溫脅迫相關蛋白基因的cDNA克隆和功能分析。採用RT-PCR的方法，分析了長時間高溫處理對草地早熟禾抗熱和熱敏感品種細胞質和葉綠體Cu/Zn SOD，FeSOD、MnSOD、CAT、POD，細胞質的APX和MDHAR，GR和DHAR基因表達的影響。結合抗氧化酶分析結果，我們認為，葉綠體Cu/ZnSOD, FeSOD, CAT和細胞質APX基因的高表達可能和草地早熟禾抗熱品種的抗氧化能力有關。而葉綠體Cu/ZnSOD、FeSOD、CAT、POD和細胞質APX可能是在草地早熟禾對高溫抗性中發揮重要作用的抗氧化酶。 6、高溫處理對狗牙根和草地早熟禾葉片代謝產物積累的影響。研究了短時間和長時間高溫處理對狗牙根和草地早熟禾代謝產物變化的影響。通過GC/MS的方法，我們從兩個草種的葉片中分離到36種高溫回響的代謝產物，主要是有機酸、胺基酸、糖和糖醇。發現在長時間高溫處理後，有6種有機酸、9種胺基酸、7種糖和1 種糖醇顯著積累，這些代謝產物的顯著積累可能和C4植物狗牙根對高溫的抗性有關。
