221 resultados para 185-1149
Resumo:
本文采用物种生物学的方法分析了绵枣[Scilla sinensis (Lour.) Merr.]多倍体复合体细胞地理、形态、生态适应和发育节律的变异。此外,还对AA细胞型居群进行了等位酶分析和杂交实验。结果如下: 1. 细胞学检查秀自中国境内45个居群,检出AA、AB、BB、AAA、BBB和AABB 6个细胞型。多数居群由1种细胞型组成。AA几乎占据着该复合体在中国的整个分布区。BB仅局限于华中和华东地区。AABB分布于华中和华东地区的北侧、东北地区的东南部及台湾岛。45个居的细胞型组成以细胞地理分布图表示。总结前人与我们的工作,该复合体中已发现12个整倍体细胞型(AA、AB、BB、AAA、ABB、BBB、AAAA、AABB、ABBB、BBBB、AABBB和AAABBB)和各种基于多倍体的非整倍体。其基本细胞型为AA、BB和AABB。AA分布于除日本和大陆上BB分布区中心外该复合体的整个分布区。BB分布中国华东和华中地区、朝鲜的济州岛和日本。AABB分布日本、朝鲜和中国东北地区的东南部及华中、华东地区的东侧。另外,BB居群染色体数量最多,AABB次之,而AA最低。 2. 野外调查和栽培实验表明AA细胞型在中国东部和西部地区间存在形态和生态分化,东部居群形态变异较小,其共同特征是纺锤形鳞茎,红褐色;根茎短柱状;叶多灰绿色,蜡质明显,斜升;花葶较强壮而直立;花紫红色;子房每室1胚珠。西部为AA细胞型的现代变异中心,居群间形态变异大,区别于东部居群的特点是鳞茎纺锤形或近球形,根茎短柱状或盘状,叶鲜绿色,蜡质不明显,平卧地面;花葶1-4枝,直立,多花葶时斜升;花白色或淡红色,子房每室胚珠1 ~ 2枚。AA和BB细胞型是向着适于不同地理区的环境发展,因而具有不同的形态和生物学特性的两个类型。BB鳞茎近球形,黄褐色,根茎不明显,为盘状;叶墨绿色,柔软而平卧地面,是适于阴湿的林下环境的结果。春季萌发较早,约在3月初,其夏季休眠特性刚好可渡过华中地区东部夏季的高温多雨,待秋季温度下降时开花结实。而AA划适应了光照较强而干旱的山坡草地灌丛的类型。其发育节律变异较大,但萌动较BB晚,无夏季休眠。AABB细胞型的形态介于两祖先二倍体之间,没有形成独特的生态适应和发育节律。 3. 对AA细胞型的等位酶分析表明,该种的居群表现出较高的遗传变异(A = 2.0, P = 58.6%, H_o = 0.172 和 H_e = 0.185)。居群间存在较明显的分化(F_(ST) = 0.314)。东西两地区间也存在遗传分化。 4. AA居群间多数组合的F_1都低于对照的花粉育性和结实率。尤其是东部和西部居群间组合的F_1花粉育性和结实率极低,几近不育。如果仅仅考虑该复合体的形态变异,它只能作为一个形态复杂多变的种,Scilla sinensis (Lour) Merr.。可是如此处理就掩盖了其细胞型间清晰的进化关系。为弥补这一缺陷,当研究细胞型间的进化关系时,可采用生物学和概念。AA细胞型为S. sinensis (Lour.) Merr., 可分两亚种:subsp. sinensis 和 subsp. alboviridis (Hand.-Mazz.) K. Y. Ding。BB细胞型为S. thunbergii Miyabe et Kudo。而ABB及含有A和B染色体组的多倍体作为杂交种S. x sino-japonica K.Y.Ding。两个二倍体种形态界限很清楚,但AABB的存在湮灭了两者的间断。
Resumo:
定量重建地球生态系统的气候参数是当前国际古气候研究的目标之一. 自20世纪70年代以来, 尤其是在海洋学研究领域, 新技术的不断应用使得定量的古气候研究蓬勃发展. 相比之下陆地古气候参数的重建要困难得多, 陆地植物作为对环境的良好记录,一直备受重视. 近数十年来, 国际上广泛开展了利用植物材料定量研究气候的探索, 大量新的方法层出不穷. 德国科学家Mosbrugger和Utescher在1997年倡导的共存分析法(The Coexistence Approach)就是其中之一, 它依据现存最近亲缘类群原理以及植物分布与气候的关系原理, 找到化石植物群中各类群的现存最近亲缘类群对各气候参数的耐受范围; 并将各亲缘类群对同一气候参数的耐受范围叠加一起, 获得对该气候参数的共存区间, 用该区间作为对古气候参数的精确估测. 本文首先阐述在原文位于展开讨论的共存分析的理论基础——探讨植物分布与气候之间关系的耐受性理论. 并以此为指导, 对在该方法中气候台站的选用方法作了改进, 气象台站的选择应以植物的标本记录点为基础: 即使在某一特定的植物分布区内部也应该查看气象台站所在县级行政区域是否有该植物的标本采集信息, 并以此为依据来决定是否选用该气象台站的记录; 选用的气象台站的数量多寡应该以植物分布点的多少来决定. 以此为基础, 我们采用中国的植物分布与气象记录数据, 利用孢粉学的研究结果,定量重建了我国新生代三个地点的古气候参数, 结果如下: 1.内蒙古呼伦湖地区全新世初期气候 MAT: 4.4~10.2℃; MWMT: 22.9~24.1℃; MCMT: -18~-9.1℃; DT: 33.5~40.9℃; MAP: 354.3~686.7mm; MMaP: 103.8~191.9mm; MMiP: 2.7~7.3mm. 我们以扎赉诺尔地区的孢粉学研究为基础, 依据孢粉和盘星藻(Pediastrum Meyen)提供的环境信息并结合前人工作, 恢复了全新世初升温期的植被变化; 定量重建了10.4~10.2kaB.P.时的气候, 为全面理解呼伦湖地区的气候变化以及东亚的夏季风变化提供新的依据. 2.云南洱源上新世气候 MAT: 13.3~18.6℃; MWMT: 24.6~27.5℃; MCMT: 1.9~12.1℃; DT: 14.2~16.6℃; MAP: 619.9~1484.3mm; MMaP: 143.8~245.6mm; MMiP: 12.7~16.4mm. 该结果与羊邑、龙陵上新世古气候及三地的现代气候分析对比表明, 在上新世, 三地年均温符合纬向变化, 而降水量则基本一致. 在现代,洱源与羊邑在气候与植被上很相近, 且与上新世相差不大; 而龙陵地区则发生了显著的变化, 年均温比上新世低, 而降水量则大幅增加. 该变化指示了上新世以来作为青藏高原东部边缘的龙陵地区可能出现了地形的抬升. 3.吉林珲春始新世和中新世气候 始新世: MAT: 14.3~14.9℃; MWMT: 25~26.3℃; MCMT: 1.9~3.7℃; DT: 21.7~23℃; MAP: 797.5~1344mm; MMaP: 185.3~209.8mm; MMiP: 14.2~16.4mm. 中新世: MAT: 14.3~14.9℃; MWMT: 24.3~25.4℃; MCMT: 2.1~3.7℃; DT: 21.7~22.7℃; MAP: 658.7~817.7mm; MMaP: 158.9~174.6mm; MMiP: 7.4~7.6mm. 通过对两个时段的气候参数对比, 始新世时, 吉林珲春地区的气候属于北亚热带气候; 中新世时气候发生了改变, 归属于暖温带南部的气候, 改变了前人关于中新世也归属于被亚热带的认识, 这反映了我国东北部地区与全球新生代降温总趋势具有一定的同步性.
Resumo:
几种可能的磷和锌在植物体内生理水平上的相互作用的解释在用不同水平磷和锌处理后的玉米幼苗所检验。缺锌可以提高植物体内32P的含量。和高磷可以引起65Zn在根中积累,降低在地上部的含量都被通过放射自显影和固闪测定证明。我们还发现,缺锌影响玉米叶子中32P在不同含磷化合物中的正常分配,和高磷可以使玉米根中与可溶性蛋白质结合的65Zn增加。我们通过测定不同磷水平处理6天后玉米幼苗根系对溶液电导的影响,观察到高磷可以使根系物质的外渗增加,这个结果并被用来解释高磷为什么可以引起玉米根中65Zn的积累。根据对伤流测定的结果,磷和锌之间对伤流强度有一个相互拮抗的作用。
Resumo:
本文主要通过大量的植物群落学调查和植被、环境状况的数量分析,分别从植物区系、森林群落及其主要木本物种、干扰和物种多样性五个方面分析了三峡大老岭地区山地植被景观的空间格局及其与环境因子的关系,结果表明: 1) 植物区系:科的分布区类型以热带性质为主;属一级温带性质明显,北温带、东亚和泛热带诸分布类型突出;区系上属于华中植物区系地区的东部。 2) 在垂直梯度上:种子植物属热带分布诸类的比例自海拔400至800米(~1100米)之间呈上升趋势,然后下降;温带分布的第8、9、10、11类随海拔而上升;地中海-中亚中心分布的第12、13类只见于比较干热的河谷地带;东亚分布和中国特有属在海拔900~1100m和1600~1800m段取得小的峰值;世界分布属的比例随海拔而上升,蕨类植物属则相反。 分别用种子植物属的分布型比列构成,和全部521个属的种类数量,对15个海拔段作聚类分析:前者首先反应了海拔1100~1200m处的划分,与植被干扰状况的垂直分布差异一致;后者强调了海拔900/1000m和1800/1900m 处的分异,可能反映了地带性常绿阔叶林基带/常绿落叶阔叶混交林带,和常绿落叶阔叶林带/落叶阔叶林带的分异。 3) 对本地区森林植被的数量分类结果表明:基本上可以分为中低海拔次生落叶 针阔混交林和中高海拔山地常绿落叶阔混交林两大群。第一群主要包括栓皮栎林-杉木林-马尾松林组(低海拔段)和短柄抱栎林-锥栗林组(中低海拔段)。第二群包括中低海拔沟谷常绿阔叶林组、中海拔段常绿落叶阔叶混交林组和高海拔段米心水青冈林-茅栗林组。 DCCA排序区分了11个群落类型或群落组。采用的7个地貌因子变量中效果显著的可归纳为三组:①海拔,主要反映热量和降水梯度;②坡度和坡位,可能主要反映土壤厚度及其水分和养分状况;③坡向及坡位,反映光照条件。其中植被格局的海拔梯度效应最显著。沿海拔梯度分段分析上述诸因子对植被格局差异影响的垂直分布,表明海拔因子的局部效应在海拔600-800m和1500-1700m段最显著;坡向的效应在海拔1600m以上最突出;坡面、坡位、坡形、坡度等因子的作用在海拔中部最大。对植被格局影响因子的贡献进行定量分离,表明地形对对大老岭森林格局具有强烈的控制作用。 4) 对大老岭森林植被275个主要的木本种类进行TWINSPAN分类,得到16个种组;DCCA排序结果将上述16组合并为8群,两方面都主要反映了沿海拔和坡位+坡向的分化;海拔中部的局部地形差异导致物种组的分化比两端更细致和强烈。 根据物种生活型及其在植物群落中的地位,分6个种组进行排序和环境解释,表明:①尽管低海拔地段受到强烈人为干扰,常绿种类仍显示了数量和性质沿海拔梯度的变化;②珍稀物种在海拔梯度上形成两个相对集中的区段,大致对应于山地常绿落叶阔叶混交林带的上下边缘;③先锋树种在中低海拔的中上坡位富集;④在中、高海拔的中低坡位,落叶的乔木伴生种显示了极大的多样性;⑤为数不多的针叶树种在海拔和局部地形梯度上也有明确分异;⑥它们和落叶的栎(Quercus)、栗(Castanea)、水青冈(Fagus)、鹅耳枥(Carpinus)属物种在大老岭地区不同地形部位的植被中起着主要的建群作用。 具体统计海拔梯度上,常绿和落叶的乔、灌木4类物种分布的种数变化表明:海拔1100m以下人为活动干扰与木本物种多样性呈一致的负相关;海拔1100m以上常绿种减少与与落叶种的增加形成对照;1100~1700m之间是落叶乔木种最丰富的地段,海拔1700m以上四类物种数量急剧下降,与山顶脊附近生境多样性降低、植物群落类型趋同有关。另外,典型亚热带的棕榈和蕉只见于海拔1000m以下;针叶树种以海拔1150m左右为界分成两组。前述4类物种的分布边界在海拔850~1050m和海拔1650~1750m之间形成比较明显的峰值,基本对应着山地常绿落叶阔叶混交林带的上下边缘。 根据海拔分布范围,将样方中出现的558种木本植物按常绿乔/灌种和落叶乔/灌种分别分成5个热量生态类群。统计各自的面分比表明:a. 落叶灌木种的多样性分布重心在海拔梯度上的位置比落叶乔木种高,常绿种则相反,因此灌木和类的分布特征能更好的反映次生环境中的植被-气候关系;b. 在海拔850~1850m的木本物种形成巨大的多样性,仅出现于这一段的物种也很可观;亲缘物种的分化和替代突出,反映其对生物多样性发生和维持的意义重大;c. 亚热带中山地带对落叶种生物多样性的意义远大于常绿种。 5)统计全部群落样方内枯立木、倒伏木、断头木和伐桩四类受干扰木的大小、数量、物种以反映地形对干扰的影响:①枯立木以2~15cm径级个体为主,小径级的树种选择性不强,主要分布在山南坡口上坡位,海拔1800m以上尤多,在陡峭的坡地中部减少;其大径级个体的物种构成和分布格局反映了与生境干旱有关干扰的存在。②倒伏木主要分布在海拔1200~1800m之间坡面中部和顶脊两侧,发生频率与坡度成正比;坡地中部以中、小径级阳性树种为主,山坡顶脊两侧的倒伏木则多为大径级的群落优势种。③断头木主要分布在海拔1200~1700m,和海拔1900m以上。小径级的断头木分布格局接近于枯立木,较大径级的断头木则多与倒伏木的分布相关,断头木中少有典型的阳性树种,主要由林下荫耐种构成。④人为砍伐的伐桩主要为中大径级的植被建群种或优势种个体,在海拔1000m以下,1100-1200m和1600-1800m形成三个峰值,其分布主要与人口密度、生产方式、林木种类以及交通运输便捷程度有关,通常沟谷和山脊线上的伐桩密度较大。大老岭地区人为干扰主要反映在海拔1100m以下,自然干扰的格局在海拔1100m以上才得到反映。 6)在不同取样尺度上,对大老岭地区森林群落各层次α多样性和β多样性的空间格局分析表明:i. 乔木层α多样性在海拔1200-1800m之间取值较高,灌木、草本层α多样性的垂直梯度不显著,但在海拔1200-1800m之间的波动变化较为剧烈,南坡面有最丰富的灌木层多样性而西坡乔木层的物种最丰;从植被整体上,海拔1000m以下物种丰富度较低,1000-1700m之间变化剧烈,1700m以上丰富度水平较高。ii. 海拔1000-2000m之间94个样方中,乔、灌、草三层多种生物多样性指数变化影响因子的大小顺序是:坡位>海拔>坡向>坡面>坡度>坡形。乔、灌、草各层几种多样性指数在多维的地形因子梯度上形成各异的分布格局,反映了山地物种多样性格局控制因子的多样性和多尺度,及局部地形因子对景观尺度上生物多样性空间格局的强烈影响。iii.对海拔1050m和1670m处植被α多样性的变尺度分析表明:随取样尺度增大,低海拔乔木、灌木层α多样性增长速率比高海拔大;后者草本层的多样性增长比较快。海拔1050m处群落各层的α多样性在800m~2尺度上渐近稳定;海拔1670m处,400m~2尺度上各层α多样性指数已基本稳定。 南、北、西坡面β多样性沿海拔梯度大致减少,在海拔1600m以上更明显,在海拔梯度中部变化剧烈。反映不同坡面上群落间异质性水平是:西坡>北坡>南坡。 在对植被、环境上述各个方面的格局特征分析基础上,对三峡地区侵入岩山地类型建立了一个综合的植被景观格局模式。 文章最后就两个景观尺度植被-环境的综合性问题进行了讨论:1)气候、植物区系、植被和物种分布等对老岭以至于三峡地区和亚热带山地常绿落叶阔叶混交林带的位置、宽度的反映;和气候、地形、干扰等因子对这一生态过渡带格局和动态的影响;2)三峡地区生物多样性垂直分布的特征、维持和变化的现代机制,以及保护的重点和策略
Resumo:
东灵山地区年均降水量659.7mm,单次降水以雨量小、雨强低的降水为主。水汽压(年均17.7mb)、相对湿度(年均66%)的季节变化呈现生长季高、冬季低的趋势。年均蒸发量1019.5mm;气温、风速、日照时间和水压与月蒸发量和日蒸量相关显著;气温、日照时间和水压分别在11-6月、7-8月和9-10月为决定蒸发量的首要因子。枯枝落叶层、土壤层湿度主要受前十日降水量和坡向影响。 植物体含水量生长季节较高,冬季较低;含水量随径级的增大而降低。六个灌木树种的平均含水量大小顺序为:毛榛(48.62%)最高荆条(36.32%)最低;七个乔木树种水分含量为油松,56.14%;蒙椴,54.19%;华北落叶松,52.91%;五角枫,43.64%;辽东栎,41.87%;棘皮桦,41.13%;大叶白腊,37.79%。几种植被类型的储水量为:辽东栎林,82.08mm;华北落叶松林,47.35mm;混交林,34.60mm;油松林,31.33mm;灌丛,12.40mm。各树种叶片日最低水势的季节均值为:辽东栎,-16.1bar;五角枫,-15.8bar;大叶白腊,-15.1bar;糠椴,-13.4bar;棘皮桦,-12.3bar;蒙椴,-12.2bar。叶片水势的日间变化均呈一“V”形曲线;光照在叶片水势的日间变化中起着决定性作用。 96年各树种平均单株树干茎流量为辽东栎,30.3mm(4.19%);华北落叶松,16.1mm(2.22%);油松,8.9mm(1.23%);棘皮桦,2.9mm(0.40%)。两个生长季各林分冠层的水量平衡为:辽东栎林,树干流茎量101.87mm(9.18%),穿透降水量823.08mm(74.15%),截留量185.05mm(16.67%);华北落叶松林,树干径流量66.88mm(6.03%),穿透降水量836.92mm(75.40%),截留量206.20mm(18.58);混交林,树干径流量50.13(4.52%),穿透降水量846.78mm(76.29%),截留量212.20mm(19.12%);油松林,树干径流量33.90mm(3.05%),穿透降水量934.88mm(84.22%),截留量141.22mm(12.72%)。多元回归分析表明,树干流茎量S与降水量P和前24小时降水量P_1呈显著正相关关系;穿透降水量T与降水量P和最大雨强M正相关显著。附加截留量与降水时间成正比。 枯枝落叶层的生物量为:油松林,25.56t/hm~2;华北落叶松林20.01t/hm~2;辽东栎林,8.31t/hm~2;混交林,7.98t/hm~2。枯枝落叶层的平均实际持水量和有效持水量均以油松林最大,其次是华北落叶松林,而混交林和辽东栎林较低;枯枝落叶层的实际持水量和有效持水量的季节变化分别与前十日降水量P10成正相关和负相关关系。枯枝落叶层的截留量为油松林>华北落叶松林>辽东栎林>混交林;油松林(145.632mm和90.800mm)混交林(61.816mm和54.504mm)。油松林、辽东栎林、混交林和华北落叶松林去除枯枝落叶层后,土壤入渗量比对照平均降低100mm以上;表层土壤含水量分别比对照土壤下降了6.26、18.26、15.06和15.07个百分点。地表径流量分别增加了,辽东栎林34.299mm(603%)和15.816mm(525%);油松林14.593mm(732%)和10.584mm(1321%);混交林12.004mm(181%)和7.275mm(364%);华北落叶松林3.555mm(118%),3.275mm(229%)。96年生长季,各土壤流失量分别增加了:油松林172.751t/hm~2(124倍);辽东栎林836.500t/hm~2(119倍);混交林172.499t/hm~2(47倍);华北落叶松林11.557t/hm~2(11倍)。表层土壤容重分别增加了:油松林15.0%和20.6%,辽东栎林18.4%和28.2%,混交林11.5%和38.5%,华北落叶松林4.3%和17.1%。 0-60cm深度土壤容重平均值的大小顺序为:草地>灌丛>辽东栎林>油松林>混交林>华北落叶松林;而土壤孔隙度的大小顺序为华北落叶松林>混交林>油松林>辽东栎林>灌丛>草地。两个生长季为土壤实际储水量的均值:油松林,124.45mm,78.62mm;辽东栎林,131.23mm,87.72mm;混交林,180.41mm,113.90mm;华北落叶松林,165.53mm,127.95mm;灌丛,172.50mm,89.81mm;草地,152.92mm,89.59 mm分别比干旱年份97年高出45.83mm、43.51mm、51.63mm、37.58mm、82.69mm和63.33mm。两个生长季的地表径流量为草地,30.930mm(2.79%);灌丛,16.321mm(147%);油松林,2.911mm(0.26%);辽东栎林,8.703mm(0.78%);混交林,8.625mm(0.78%);华北落叶松林,4.447mm(0.40%)。油松林、混交林和华北落叶松林地表径流量与降水量P(mm)和最大雨强(mm/h)正相关显著;而辽东栎林、灌丛和草地的地表径流量则与降水量P(mm)、平均雨强Q(mm/hr)和最大雨强M(mm/hr)三者之间呈显著正相关关系。与草地相比(1220.093kg/hm~2,100%),灌丛、辽东栎林、混交林、油松林和华北落叶松林96年生长季的土壤流失量分别降低了85.05%、94.26%、96.99%、98.86和99.14%。 降水量是影响小流域径流量时间变化的主要因素;南沟和马牙石沟96年的径流量分别是97年的8.19倍和7.87倍,而径流深(46.25mm,52.75mm)分别比97年(5.65mm,6.70mm)高出40.60mm和46.05mm。两个小流域由于面积的差异而使南沟两年的径流量分别比马牙石沟高出2773.136m~3(13.15%)和235.434m~3(8.79%)。96年和97年马牙石沟径流深比南沟高出6.5mm(14.05%)和1.05mm(18.58%)。在地处大陆性季风气候区的东灵山地区,用0.010m~3/min/km~2/hr能较好地分割小流域的洪峰和基流。在五次暴雨水文曲线中,马牙石沟的快速径流量分别比南沟高出25.00%到143.33%。五次洪水水文响应R的平均值南沟为0.218%,马牙石沟为0.404%;与海洋性气候地区相比,东灵山地区小流域的R值要低一到两个数量级。马牙石沟洪峰流量Qp的平均值为418.772L/min要比南沟(281.191L/min)大48.9%。东灵山地区小流域的洪水径流过程可分为三种类型。
Resumo:
水稻既是我国三大粮食作物之一,又是基因组学研究的模式材料,在生产实践和科学研究中都占有极其重要的地位。基因组学研究取得的巨大成就以前所未有的深度和广度推动了生命科学各个研究领域的飞速发展。水稻基因组的破译是水稻科学研究的重要里程碑,同时也宣告了功能基因组学时代的到来。蛋白质组学是研究细胞内全部蛋白质的动态表达及其相互关系的新兴学科,是功能基因组学研究的重要组成部分和战略制高点。 本论文采用高分辨率的蛋白质双向电泳分离技术和高通量的蛋白质质谱分析技术以及生物信息学等手段,开展水稻灌浆期茎蛋白质组表达模式和水稻幼苗脱黄化过程的比较蛋白质组学研究,探讨茎生长发育规律和水稻应答光信号相关蛋白质及其网络调控机制,是学科前沿与实际应用的有机结合,在科研和生产实践中都具有重要的意义。 首先,分别构建了灌浆期水稻顶端茎段和水稻黄化幼苗的蛋白质组表达谱。并对其中185个目的蛋白点进行了MALDI-TOF/MS分析和数据库检索鉴定。共有149个蛋白质得到了鉴定,蛋白质鉴定的成功率为80.5%。这些被鉴定的蛋白质分属118个基因的表达产物,根据它们功能可以分为13种不同的类别,其中绝大多数为能量产生和代谢以及抗性相关的蛋白质。 在水稻灌浆期顶端茎段表达的蛋白质中,与能量和物质代谢相关的蛋白质例如ATPase、磷酸丙糖异构酶,6-磷酸葡萄糖异构酶等占有很高比例,说明茎段组织中具有很强的代谢活动。与生长发育相关的蛋白质包括beta-tubulins、无机焦磷酸酶(inorganic pyrophosphatase)、液泡质子ATP酶(vacuolar proton-ATPase)以及UDP葡萄糖焦磷酸酶等的大量累积,显示出顶端茎段细胞分裂和生长迅速;同时,贮存多糖和结构多糖也在旺盛合成。G蛋白、GDP释放抑制因子等信号传导蛋白以及苯丙氨酸氨解酶、谷胱苷肽S转移酶(glutathione S-transferase,GST)、抗坏血酸过氧化酶(ascorbate peroxidase,APX)以及超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)等抗性相关蛋白质在该时期丰度表达,表明在灌浆期水稻顶端茎段能够迅速感受并传递外界信号,从而使得其在遭受胁迫时能够立刻启动抗逆防御系统,最大限度地降低不利环境对种子发育的影响。 在黑暗中萌发和生长的水稻黄化幼苗随着光照时间(0~24小时)的延长,能通过双向电泳后检测到的蛋白质逐渐变少,24小时后趋于稳定,相当于正常光照条件下生长的水稻幼苗蛋白质组表达谱。进一步分析表明,在黄化苗中,分解代谢及能量产生相关的蛋白如丙糖磷酸异构酶、琥珀酰辅酶A连接酶、异戊酰辅酶A脱氢酶与ATPase等的表达量比较丰富;另外,还可能启动了脂肪酸的α氧化分解途径,以供黑暗中生长所需的物质和能量。当黄化幼苗光照后,与光合作用及物质合成相关的一些蛋白质表达量增加,而那些分解代谢相关酶类则有所下降。同时,鸟核苷酸结合蛋白β亚基类似蛋白、20S proteasome以及Bowman Birk trypsin inhibitor等信号传递及抗性相关蛋白随着光照时间的延长而减少,说明黑暗胁迫条件下水稻幼苗启动了相关的抗逆途径。叶绿素合成途径中的蛋白酶胆色素原脱氨基酶和金属鳌合酶在脱黄化过程中表达量有所下降,可能是因为叶绿素合成产物具有反馈抑制作用。 本研究首次利用蛋白质组学方法来解析水稻灌浆期茎蛋白质组表达模式和水稻黄化幼苗响应光因子的蛋白质组变化情况,鉴定了一些有价值的蛋白质,并得到了它们的表达特点和相关数据,为更好地理解水稻顶端茎秆的生长特点和功效、水稻应答黑暗胁迫和光形态建成以及光合作用机理等提供了分子证据。
Resumo:
利用逆转录酶与聚合酶链反应相结合的 RT-PCR 法, 扩增出5个竹叶青(Trimeresurus stejnegeri)蛇毒丝氨酸蛋白酶的 cDNAs; 将扩增的 cDNA 片段克隆入 pGEM-T 载体中, 筛选得到它们的基因, 分别命名为TSSP-1、TSSP-2、TSSP-3、TSSP-4 和 TSSP-5. 经末端终止法测定核苷酸序列, 推导出5个丝氨酸蛋白酶的全序列; 结合纯化的蛋白酶N-末端序列测定结果, 推导 TSSP 2、3和4分别编码凝血酶样酶 stejnobin、纤溶酶 stejnefibrase 1和2. 5个丝氨酸蛋白酶分别含有1~6个N-型糖基结合位点, 表明它们的计算分子量与纯化蛋白表观分子量之间的差异是由糖含量的不同造成, 而其氨基酸序列相似度在60%-90%, TSSP-1 和-2编码的成熟蛋白酶山236个氨基酸残基组成, TSSP-3, -4 和 -5的则山234个氨基酸残基组成, TSSP-1编码的蛋白酶在组成丝氨酸蛋白酶三联体催化活性中心产生了 His~(41)-Arg~(41)的在然突变, 这与其他自然界发现的丝氨酸蛋白酶明显不同。