生理学和卷心菜热量和洪水胁迫蛋白质组学

文摘

高温多雨,洪水会导致热量和压力,严重影响大白菜的产量和品质。两个大白菜品种研究了在这个研究:耐热和那些“Sha-sha-jieu”和耐热但flooding-sensitive“Mi-ni”。本研究的目标是研究叶片蛋白质组学和生理变化在植物应对治疗的高温、洪水、和两个应力的总和。Fortyfive——陈卷心菜植物在温度22°C或40°C治疗分别有或没有洪水增长钱伯斯0,6、12、24、48和72 h。治疗22°C没有洪水是用作控制。强调叶子气孔导度和叶绿素荧光的变化表明,“Mi-ni”比“Sha-sha-jieu”更严重。由二维液相分离,25和26表达蛋白质斑点从强调的叶子中提取“Mi-ni”和“Sha-sha-jieu”,分别。大部分的差异表达蛋白质被matrixassisted激光解吸/电离时间飞行质谱和ATP合成参与光合作用。最高度表达的蛋白核酮糖1 5 5-bisphosphate,羧化酶/加氧酶(二磷酸核酮糖羧化酶),氧进化增强器(OEE)和叶绿素ATP合酶。然而,两个丝氨酸/苏氨酸蛋白质磷酸酶7活动的相同器官和entatricopeptide repeat-containing蛋白质At1g79540表现出相对较低的表达在高温和洪水。为了应对高温、洪水、蛋白质如二磷酸核酮糖羧化酶、OEE蛋白1和叶绿素ATP合酶普遍增加,表明能源生产的监管是容忍卷心菜中热量和洪水强调的关键。

关键字

非生物压力、蛋白质组、芸苔属植物。

介绍

白菜(芸苔属植物oleraceal . var。性的l .)属bassica和芥末家族的一员,十字花科。这是一个多层次的年度科尔dense-leaved正面作物生长。热量和洪水,两个芸苔属植物的主要非生物压力,强烈影响大白菜生产的质量和数量。最佳温度卷心菜20°C在白天,晚上15°C;长时间的高温导致松散或螺栓头,较小的和更严格的正面,和更严格的叶结构(1]。洪水24 h在不同生长阶段损害卷心菜增长,减缓植物宽度增长,降低头质量,大大降低生产。淹没了白菜的减少生产可能对应于外层叶子缓慢发展,或全植物宽度,这被认为是光合碳同化主要发生一次白菜进入抽穗期(2]。随着全球变暖和气候变化的发展,极端天气在下雨和热不再是罕见的,这使得重要和紧急开发耐热和flood-tolerant品种。

对植物如何应对多个共病的非生物应力在蛋白质组水平(3]。多个同时非生物压力,如热量和水,通常是非常致命的农作物4]。植物生理学改变随着压力的激活蛋白质组为了适应环境压力。压力蛋白质组的研究可以帮助我们进一步理解植物如何维持的分子机制和应对压力。然而,大多数蛋白质组学分析进行不同植物物种都集中在一次只有一个压力。这些研究包括热应力对紫花苜蓿、大麦、萝卜、大米、小麦、和中国草药,半夏ternata;和洪水压力对玉米、番茄,大米和大豆5- - - - - -13]。热应激相关蛋白或洪水与压力相关的蛋白质参与广泛的生物和生理过程,包括ATP合成、光合作用,抗病,蛋白质生物合成、氧化还原体内平衡,抗氧化信号(14]。蛋白质组学分析是一种强大的方法来揭示在给定条件下差异表达蛋白质。将二维液相分离(PF2D)和使用matrix-assisted激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS),我们确定了85个差异表达蛋白质从三个花椰菜品种在高温和/或洪水强调在0、6,24小时(15]。然后我们报道,菜花主要表达photosynthesis-related蛋白质反应共病的高温和洪水强调。总的来说,这些蛋白质组学的研究植物对一个或多个非生物胁迫的响应表明,能源生产的监管是常见的容忍非生物压力的策略。

台湾位于热带和亚热带地区每日在夏季气温超过30°C(六月到九月)降低菜的质量和数量。此外,在夏季台风总是带来暴雨,所以洪水是一个主要的新的市场白菜生产风险。我们工作的长期目标是帮助繁殖竞争更高的洪水,耐热卷心菜在夏天生长在低地。卷心菜的比较蛋白质组学分析植物受到洪水和热条件允许各种国防机制的探索。因此,识别蛋白并研究其差异表达的蛋白质模式以应对温度和涝强调将提供分子和生理基础改善公差都强调在卷心菜。本研究的目的是调查MALDI-TOF女士卷心菜叶的蛋白质组学和生理变化应对高温和洪水压力下0,6、12和24小时的治疗方法。差异表达的蛋白质,我们确定在卷心菜叶治疗反应进行了讨论,和我们的研究结果提供依据理解白菜代谢途径及其在压力下相声。

材料和方法

植物材料和生长条件

白菜的种子(b . oleracea)品种‘Mi-ni’和‘Sha-sha-jieu被开出钟先生捐赠(见应答)在AVRDC(蔬菜研究与开发中心)——世界蔬菜中心,台南,台湾。“Mi-ni”是一个适度高temperature-tolerant但flood-sensitive品种,需要最适生长温度(22°C在一天晚上和18°C)令人满意的生产。然而,“Sha-sha-jieu”是高温,flood-tolerant品种尤其适合warmsubtropical像台湾南部地区白天平均气温高达40°C在夏天。种子是沉浸在distilled-deionized (dd)水在黑暗中24 h和发芽湿绘画纸过滤论文三天,以确保统一的萌发。幼苗被移植到12.7厘米直径塑料罐含泥炭和苔藓的混合物(4:1,v, v)和放置在一个增长300μmol下室⁻²/秒⁻¹光一个16 h光周期提供的荧光灯和白炽灯。温度保持在22°C的光和18°C在黑暗中,相对湿度为80%。植物被浇水与半歇工霍格兰的解决方案(16)三次一个星期保持最优灌溉和增长45天前实施洪水热量和压力。

锅“Mi-ni”和“Sha-sha-jieu”植物被分成四组,转移到22°C没有洪水(C,控制),22°C与洪水(F), 40°C没有洪水(H),与洪水和40 C(高频)的0,6、12、24、48和72 H的四个生长室16 H光周期在300μmol m⁻²年代⁻¹辐射。四十度被选为热应力温度在这项研究因为耐热和热敏性卷心菜在42°C 3 d演示清热stressassociated表型严重水平的差异(17]。洪水治疗盆被随机放置在28日14××14厘米塑料桶和遭受洪水通过灌装桶自来水5厘米以上土壤表面。锅被从洪水后的桶在不同的时间,和植物被移除。第三个完全展开叶从每个工厂剪,在液态氮冷冻,储存在-80°C的ultrafreezer之前使用。三个复制从每个时间间隔四个治疗被随机放置在生长室。实验进行了两次独立随机设计的增长环境,抽样,和生理分析(18]。

气孔导度(SC)和叶绿素荧光测量(CF)

气孔导度(SC)的第三个完全展开叶测量AP4蒸腾计(弗吉尼亚州设备、英国剑桥大学),按照生产指令之前测量与校准。测量之间的时间间隔是30年代根据制造商的指示。叶绿素荧光计(MINI-PAM、Walz、德国)被用来测量叶CF。测量变量的产量的比率荧光(F_v(F) /最大荧光水平_米)在离开之前被描述19]。简单,植物被黑暗前30分钟测量。一个红色的激发光< 0.1μmol m²年代¹应用于测量黑暗状态,CF或荧光产额最小F_o。与6000μmol饱和光²年代¹当时申请了0.8秒测量最大CF屈服后光合作用(PS) II反应,或F_米。F的比率_v/ F_米计算来确定潜在的PSⅱ量子产率,F在哪里_v= F_米- f_o。数据收集(0、6、12、24、48和72 h的孵化。

所示的数据表1和2的意思是至少三个独立设置的实验也得到了类似的结果。测量的CF和SC分析方差分析(方差分析)和一个完全随机设计。对于重要的价值观,意味着相隔至少显著差异(LSD)测试使用PC SAS 8.2 p≤0.05(美国NC SAS研究所卡里)。

表1:气孔导度(更易与m - 2 s - 1)的变化‘Mi-ni’和‘Sha-sha-jieu卷心菜在不同治疗3天。

表2:阵线/ Fm价值变化‘Mi-ni’和‘Sha-sha-jieu卷心菜在不同治疗3天。

蛋白质分离和量化

基于负面影响的Mi-ni植物40°C强调,48 h的洪水过后,树叶在6日,12日和24小时的治疗方法选择进行蛋白质组学分析。蛋白质提取根据以前的报告[20]。短暂,两克的树叶添加了液氮在研钵和研杵磨成粉。粉放在4.8毫升提取缓冲(5 M尿素,2 M硫脲,Tris-HCl 50毫米,5毫米三羟甲基氨基甲烷(2-carboxyethyl)盐酸磷化氢,液1毫米蛋白酶抑制剂,10% (v / v)甘油,2.5% (w / v) N-decyl-N N-dimethyl-3-ammonio-1-propane磺酸盐,和2% (w / v) N-octylglucoside),和离心机30分钟在15000 g在4°C。上层清液混合三倍体积的100%丙酮在-20°C 30分钟和离心机为30分钟7000 g在4°C。上层清液被丢弃和颗粒100%丙酮清洗和离心机在4°C 7000 g 30分钟。颗粒在离心管封口膜覆盖着,刺破小洞,左站在4摄氏度到丙酮蒸发。洗涤过程相同的离心条件重复了三次。最终产品保持在-80°C到使用。蛋白质浓度测定采用布拉德福德法(蛋白质化验,Bio-Rad实验室、CA、美国),和牛血清白蛋白作为蛋白质标准。

Pf2d分析和蛋白质鉴定MALDI-TOF女士和数据库搜索

的协议PF2D已经发表在细节(21]。简单,第一个维度高性能chromatofocusing (HPCF - 1 d)列(美国贝克曼库尔特,CA)与开始预平衡缓冲(20毫米Tris-HCl, pH值8.5)。样本注入1 d列在0.2毫升每分钟的流量,并与pH值4缓冲后1 d洗脱后分析,应用10%异丙醇洗的列。二维(2 d)分析,部分分离进行了使用4.6×30毫米无孔隙的C18 HPRP列(贝克曼库尔特)和温度设置为50°C。列用0.08%三氟乙酸(组织)乙腈为5分钟,然后在ddH组织为0.1%₂O为10分钟流的速度每分钟0.75毫升。样本用ddH 0.1%的组织₂O和组织0.08%乙腈极性和非极性洗脱缓冲,从而形成一个梯度洗脱。蛋白质的疏水性和亲水性分离,然后检查在214 nm紫外线。在2 d分析完成后,列用100%乙腈。二维图形绘制使用ProteoVue软件(美国Eprogen达,IL)来说明等电点的蛋白质凝胶分离(pI)和疏水性(补充图S1)。ProteoVue允许并排查看2 d运行的两个样品,用于比较和量化它们之间的差异表达蛋白质的数量。每个乐队出现在这个色谱图代表一个单独分离蛋白质和颜色的相对强度成正比的差异蛋白质浓度。识别差异表达蛋白质,蛋白质峰从F, H,并强调治疗6 H, 12 H和24小时时间点控制(C)相比,和蛋白质被发现(上调和下调补充图S2和S3)。

洗脱液真空下干燥,颗粒溶解在减少解决方案(50毫米碳酸氢铵和10毫米二硫苏糖醇)60分钟60°C。减少后,蛋白质的解决方案被消化在37°C 16 h和125μg每毫升的胰蛋白酶。胰蛋白酶消化了通过添加1% (v / v)甲酸。蛋白质样本混合组织在50%乙腈0.1%含5毫克/毫升α-cyano-4-hydroxycinnamic酸,进一步分析了MALDI-TOF-MS(4700蛋白质组学分析,应用生物系统公司)来生成一个肽质量指纹(及)。MALDI-TOF分析之后,山峰的数据收集和使用吉祥物用于寻找潜在的蛋白质(http://www.matrixscience.com)。价值观从PF2D女士与吉祥物与NCBI和SwissProt数据库使用默认搜索参数。额外的参数还包括:1错过了乳沟,固定的修改,和肽±1,和变量修改carbamidomethyl半胱氨酸和蛋氨酸的氧化。胰蛋白酶是指定为蛋白水解酶。肽宽容和质量公差女士50 ppm和0.25哒,分别。肽质量指纹匹配的信心是基于MOWSE分数和确认准确的匹配肽与女士主要山峰重叠。得分大于60 (p < 0.05)被认为是积极的。只有重大的打击,所定义的吉祥物概率分析(p < 0.05),被接受。

结果与讨论

气孔导度(SC)和叶绿素荧光(CF)的卷心菜被强调

SC的比较“Mi-ni”和“Sha-sha-jieu”强调治疗以下所示表1,重大的改变在SC压力下三者之间观察到的基因型。SC值在两个品种下跌6 h条件下处理C和F因为它发生在黑暗时期生长室。零光和低温下关闭气孔,降低SC,从而减少叶片蒸发。12 h治疗导致气孔逐渐开放,开始增加SC。SC在12 h值达到最大下压力疗法,但随后显著下降。此外,SC的Mi-ni低得多24 h在治疗后比治疗f . h和高频淹没时,最初导致植物over-transpire多余的水。经过一段长时间的洪水、植物根系不能耗氧呼吸产生能量,造成气孔逐渐关闭和叶绿素降解,抑制叶片光合作用和呼吸作用22,23]。因此,SC值都降低洪水仍在继续。治疗H和高频影响SC卷心菜超过治疗F和c高气温提高叶片温度,造成SC 6 H治疗后显著增加。质量蒸发消散热量,从而打开气孔,增加SC。因为叶水蒸气压力增加,植物蒸发变得过度活跃,导致常年缺水。SC在“迷你”植物的变化在不同治疗6 h 24 h比“Sha-sha-jieu”更有戏剧性的植物,表明“Mi-ni”压力下的蒸发率变化比‘Sha-sha-jieu’,和压力条件影响气孔打开和关闭更重要的是在“Mi-ni”。这意味着压力条件下的蒸发和光合效率的影响大大“Mi-ni”,和蒸腾Mi-ni的增加是由于气孔开放(大气孔的孔径,减少流动阻力,影响流体损失)在压力下。特别是,SC值的Mi-ni植物从6 h高频条件下24小时显著高于“Sha-sha-jieu”植物,表明蒸腾在Mi-ni的增加是由于气孔开放下的洪水在40°C。大多数叶子的Mi-ni逐渐坏死,偏上性的,或枯萎的时间;然而,叶子的Sha-sha-jieu视觉仍强调绿色24 h后。治疗H和心衰的进展,植物变得枯萎和腐烂。 During the 48 h to 72 h treatment periods, more ‘Mi-ni’ plants died than ‘Sha-sha-jieu’ plants (补充图S4)。应力条件下影响“Mi-ni”超过“Sha-sha-jieu”,表明“Sha-sha-jieu”能更好地承受压力。

这两个品种表现出不同的CF应对各种压力疗法,和F的变化_v/ F_米两个品种在40°C的值下降率大于22°C (表2)。比较同一时期但有不同的治疗方法,F_v/ F_米值下的‘Mi-ni’和‘Sha-sha-jieu植物治疗H和高频后6 H下明显低于治疗F和c F_v/ F_米减少表明PSII反应中心的一个重要部分是损坏,和F_v/ F_米价值健康叶片接近0.8,这是一个典型的值不受约束的植物。“Mi-ni”和“Sha-sha-jieu“卷心菜在治疗F和C (72 h)保持F_v/ F_米价值稳定;然而,在治疗H和高频,F_v/ F_米两个品种的值下降,证明两人都是在压力下的光合作用的光反应。洪水对PSII反应中心的治疗只有轻微影响的两个品种,这表明洪水22°C影响有限的能量传递率PSII反应中心(24]。虽然F_v/ F_米两个品种的值开始下降后6 h(高温治疗,那些“Sha-sha-jieu”比“Mi-ni”更为缓慢下降,表明应力条件影响“Sha-sha-jieu”的依赖光光合反应更少。随着治疗的推移,F_v/ F_米两品种价值继续下跌,这表明F_v/ F_米的值都是对高温更加敏感。高温导致减少F_v/ F_米价值观和光合效率,也许是因为PSII活化能率降低或分离部分的叶绿素天线PSII反应中心屏蔽电子转移。高温导致Fo上升和F_米下降。天线系统的消失导致多余的能量在高温下停用PSII反应中心。脱水,从而提高叶片温度由于缺乏蒸发冷却,也抑制了PSII反应中心(25]。反应中心蛋白可以被修改(构象变化)和彼此分开。

差异表达蛋白质在白菜叶子压力治疗

后比较压力条件(F、H和高频)控制(C), 25日和26日峰被确认“Mi-ni”(显示明显的差异表3)和“Sha-sha-jieu”(表4),分别。π,分数,覆盖率%,加入,蚀变的表情,和生物功能的这些峰值压力治疗也在表3和4。改变蛋白质积累压力很可能直接相关的生理反应。图上的不同级别的山峰,表示不同的蛋白表达水平,为MALDI-TOF-MS分析收集。这些蛋白质成为压力耐受性的关键参与者。随着应力时间的增加,附加响应蛋白变得明显而被识别。在25识别蛋白质中,只有6个蛋白峰(262,261,275,226,2315,和2316年)在“Mi-ni”被抑制,而其他人则强调治疗之间的差异。其中,4(261 - 263年和275年)和8(226,257,269,2610,2613,2512,2614和2511年)的山峰被发现后6 h和12 h治疗,分别。叶绿素oxygenevolving增强蛋白1 - 1 (OEE1-1,峰值263,257,2610,2617和2532年)被强调时间,但核酮糖1,5-bisphosphate羧化酶/加氧酶(二磷酸核酮糖羧化酶)大型连锁被发现只在12 h(峰值226、269和2511)和24小时(峰值2315、2316、2218、2420、2531、2733、2227和2429年)在治疗“Mi-ni”。二磷酸核酮糖羧化酶的表达Sha-sha-jieu的玫瑰在强调治疗,除了山峰12 h治疗(2345年和2346年下降表4)。此外,叶绿素的前体OEE1-2也是2865年峰值较低,2667年和2887年的24小时的治疗。二磷酸核酮糖羧化酶的表达是提升整个治疗;然而,比较控制,OEE下降后24小时的治疗。二磷酸核酮糖羧化酶的表达“Sha-sha-jieu”是高度监管的大型连锁治疗高频峰值2242,2254,2762,2658,2659,2679,2274,2673,2682在蛋白质丰度。二磷酸核酮糖羧化酶大连锁,“Mi-ni”接受治疗中高度表达的H(峰值269、2218和2420年),也经常发现Sha-sha-jieu峰值2738,2637,2740,2248,2249。不同峰值的二磷酸核酮糖羧化酶大链被确定在同一品种不同的治疗方法。这些妹妹高峰可能代表亲密的同系物,但这不能解决基于质谱数据和可能不是亚型导致微分转录后修饰(26]。

表3。从强调差异表达蛋白质Mi-ni MALDI-TOF-MS发现的植物。

表4:从强调差异表达蛋白质Sha-sha-jieu MALDI-TOF-MS发现的植物。

二磷酸核酮糖羧化酶催化碳固定在卡尔文本森循环转换ribulose-1, 5-bisphosphate (RuBP) 3 -磷酸甘油酸。二磷酸核酮糖羧化酶的结构包括两个单元:大型连锁(L, 55 kD)和小链(年代,13 kD)。酶活性的活性部位是在大型连锁(27]。小链帮助大型连锁进行羧化作用。提高能量代谢,蛋白质的表达与氧化还原体内平衡和对刺激的反应差异,从而保持生理平衡时的压力。二磷酸核酮糖羧化酶的上调水平也可能表明光呼吸速率的增加(28]。也减少高温稳定性和抑制二磷酸核酮糖羧化酶的羧化反应速率。米勒等人证明了thermo-tolerant聚球藻属家族二磷酸核酮糖羧化酶的稳定性高于其他血统29日]。光合作用是一个系统,对高温应力非常敏感。在我们的研究中,二磷酸核酮糖羧化酶与光合作用相关差异表达,由联合治疗和基因型。“Mi-ni”和“沙沙村——jieu卷心菜在24小时40°C洪水和non-flood治疗表达了大量的大型连锁二磷酸核酮糖羧化酶及其前体。治疗H和高频可能会引发生理植物中热应激反应,导致气孔关闭和降低CO的浓度₂叶子减少carbamylation,促进RuBP之间的相互作用和二磷酸核酮糖羧化酶的活性部位。这可能是为什么增加数量的大型连锁二磷酸核酮糖羧化酶及其前体被观察到。这些蛋白质产品可用于碳固定或光呼吸。此外,在洪水或热强调,二磷酸核酮糖羧化酶可以保护在叶绿体蛋白质合成。先前的研究表明,在热应力下,卷心菜叶二磷酸核酮糖羧化酶转换成41 kDa同种型和与thylakoid-bound核糖体。它将像一个女伴保护蛋白质合成高温(30.]。这些结果表明,耐热品种有保护机制对二磷酸核酮糖羧化酶的热降解。保持较高的二磷酸核酮糖羧化酶亚基蛋白水平可能有助于植物生存热损伤。

氧进化剂蛋白1 (OEE1)可以在类囊体光系统II的电子传递途径。Mn的协助下^{2 +}、钙^{2 +},Cl^{- - - - - -}从水中离子,它可以释放氧气的依赖光反应。一些植物物种,如烟草、大米、和黑色红树林,增加他们的表达OEE1盐度强调下,和高表达OEE1帮助修复蛋白质损伤引起的生理盐水(31日- - - - - -33]。因为OEE1由OEE1单元和D1 PSII蛋白,增加OEE1可能促进光合作用。为了生存,植物必须应对洪水和/或热应力与调节蛋白的表达方式不同。光合作用是一个系统的热应力[最敏感34,35]。OEE表达‘Mi-ni’和‘Sha-sha-jieu卷心菜是在压力下改变。很明显,“Mi-ni”调节治疗H和高频下OEE的表达,但这是“Sha-sha-jieu”不明显。然而,OEE表达式在卷心菜的总趋势是一致的与发生在干旱胁迫下小麦(36]。

叶绿体的ATP合酶是一个复杂的蛋白质低聚物组成的两个元素:CF1 CF2。CF1 atp合成。ATP合酶α链和ATP合酶亚基β亚基CF1, CF1α-β复杂是最小的酶亚基ATP合酶(37]。光合作用电子传递链的依赖光反应在类囊体导致质子梯度,从而推动ATP合酶产生ATP。的atp依赖光反应然后释放到基质为暗反应提供能量(38]。我们发现,在高温下,α和β单位的ATP合酶与洪水的Mi-ni增加12 h和“Sha-sha-jieu”不与洪水洪水6 h和6 h和12 h。这表明这两个子单元中扮演重要角色的活动在压力条件下ATP合酶合成ATP。我们的研究结果也支持一项研究的胡杨叶,这表明,ATP合酶的表达α链和ATP合酶亚基β增加40°C下在3 d治疗。建议亚基之间的相互作用的α,β,γ可以稳定ATP合酶CF1在高温和帮助植物生产ATP容忍这种情况39]。

Beta-farnesene合酶,这是花中高度表达,可以吸引传粉者,抵御病原体,并提供抗氧化效果(40]。Beta-farnesene合成酶(同义词包括法合成酶、萜烯合酶,和萜烯合酶10-B73)是一种酶,催化Beta-farnesene和二磷酸的生产通过二磷酸(41]。我们的研究表明,“Sha-sha-jieu”在高温下没有洪水6 h展出beta-farnesene合酶的增加,表明beta-farnesene可能有助于应对热。谷氨酸受体,最初发现于哺乳动物和使谷氨酸绑定中的阳离子流反应,参与等生物过程在植物光合作用,响应非生物压力和C / N平衡(42]。尽管谷氨酸受体发挥重要作用在哺乳动物神经传递,它们仍然相对较新的植物和不清楚。最近的一项研究表明,谷氨酸受体3.3,可以诱导一些氨基酸,介导leaf-to-leaf伤口信号(43]。我们的研究表明,“Mi-ni”在高温下12 h洪水谷氨酸受体的增加3.3,表明后者在卷心菜也响应非生物压力。

丝氨酸/苏氨酸磷酸酶与乙烯受体,受体植物中一个重要的信号。烟草乙烯受体,烟草组氨酸激酶(NTHK),不仅像组氨酸激酶还有丝氨酸/苏氨酸磷酸酶的活性(44]。类似的发现在拟南芥(45]。此外,NTHK与盐胁迫响应(46]。我们的研究表明,“Sha-sha-jieu”接受治疗H增加了丝氨酸/苏氨酸磷酸酶活性形式。高温会分解乙烯受体植物,从而阻止乙烯信号转导和抑制乙烯的生产推迟衰老。ATP-dependent Clp蛋白酶可能降低展开或异常在叶绿体蛋白质。ATP-dependent Clp蛋白酶包含两个单元:监管腺苷三磷酸酶/伴侣(ClpA, ClpX ClpY)和蛋白水解亚基(ClpP ClpQ)。胡杨摘要ClpA同系物也表达下热应力(费雷拉et al ., 2006)。我们的研究表明,“Mi-ni”接受治疗F 6 h在叶绿素减少ATP-dependent Clp蛋白酶磷酸腺苷亚基clpA同族体,这可能导致更多的Mi-ni异常蛋白质积累。Granule-bound淀粉合酶1是一种酶,这种酶催化的合成直链淀粉。高温和干旱胁迫,granule-bound淀粉合酶1被抑制在水稻[47]。我们的研究表明,“Mi-ni”接受治疗F 6 h在granule-bound减少淀粉合酶1,表明洪水可能抑制直链淀粉的合成和干旱胁迫卷心菜。

结论

在紧张的情况下,叶绿素荧光和蒸发率Mi-ni植物大大下降,退化的速度比在“Sha-sha-jieu”植物。支持的遗传差异51逆境应答蛋白不同基因型之间的监管下的短期压力。卷心菜的早期反应洪水和高温后可能是一个重要的生存压力适应不仅缺氧和热,但也直接洪水和高温对细胞的损害。耐热和那些“Sha-sha-jieu”反应更迅速比‘Mi-ni photosynthesisrelated浓缩的蛋白质如二磷酸核酮糖羧化酶和OEE。随着photosynthesis-related蛋白质的激增,增加ATP合酶表明能源生产的规定是很重要的。所有已确定的蛋白质可能合作重建细胞内稳态压力和代表压力适应机制在未来利用白菜育种工作。这些研究结果非常重要,在高温区域和湿地农业或其他地区受到短暂而强烈的降雨。

确认

我们感谢Lein-Chong钟先生从十字花科育种单位(现已退休),AVRDC-The世界蔬菜中心,台南,台湾,白菜种子的慷慨的礼物。

引用

1. 蒋女士,et al .卷心菜。蔬菜作物的遗传改良。:Kalloo G, Berg Bo (Eds) (PergamonPress,纽约)。1993;100 - 152。
2. Chang司法院和黄p .洪水压力对黄瓜的生长发育和产量的影响(Cucumis巨大)和卷心菜(Brassicaoleracea l . var.性)。1994年AnnualReport、花莲、台湾。(HualienDistrictAgricultural Impr ovement StationResearchReports)。1994;10:63 - 78。
3. 瓦希德,et al . Heattolerance植物:Anoverview。环境实验机器人。2007;61:199 - 223。
4. Mittler r .非生物压力,thefieldenvironment和压力组合。TrendsPlant Sci。2006; 11:15-19。
5. 尼尔森KA等al.Proteomicanalysis温度应力的植物。蛋白质组学。2010;10:828 - 845。
6. 张Y, et al . Proteomicanalysis热应激反应在萝卜的叶子(萝卜l .)。植物众议员杂志2013;31:195 - 203。
7. 邹J, et al .水稻蛋白质组学在热能压力的反应和进步geneticengineeringforheattolerance大米。PlantCell众议员30:2155 2011;2165年。
8. Majoul T, et al . Proteomicanalysis热应力的效果六倍体wheatgrain:表征heat-responsiveproteinsfrom non-prolaminsfraction。蛋白质组学。2004;4:505 - 513。
9. 朱Y, et al . comparativeproteomicanalysis Pinelliaternataleavesexposedtoheat的压力。Int J摩尔Sci . 2013; 14:20614 - 20634。
10. Chang WW, et al。proteinsynthesis模式和宽容的缺氧roottips maizeseedlingsacclimatedto low-oxygenenvironment, proteinsbymassspectrometry和识别。PlantPhysio。2000;122:295 - 318。
11. Ahsan N, et al。comparativeproteomicanalysis tomatoleaves towaterlogging压力的反应。杂志。2007;131:555 - 570。
12. 黄,et al . Proteinsynthesisby大米coleoptilesduringprolonged缺氧:implicationsforglycolysis,增长和energyutilization。AnnalsBot。2005;96:703 - 715。
13. 阴X等al.Analysis initialchanges的那些使用gel-free和gel-basedproteomictechniques soybeanroottipunderflooding压力。蛋白质组学。2014;106:1-16。
14. 克莱默GR等非生物胁迫对植物的影响:一个系统biologyperspective。BMC医学杂志。2011;11:163。
15. 林KH, et al。冷却压力和chillingtolerance甘薯sensedbychlorophyll荧光。Photosyn。2007; 45:628 - 632。
16. 霍格兰博士和亚迪。水文化的methodforgrowingplantswithoutsoil。CalifAgri Sta。1950; 347:1-32。
17. 康詹,识别theheatresistance卷心菜(翻译)。中国蔬菜。2002;1:4-7。
18. 李W, et al . Proteomicsanalysis苜蓿响应热能压力。PLoSOne。2013;8:e82725。
19. 林KH, et al。Comparativeproteomicanalysis cauliflowerunderhigh温度和floodingstresses。Sci长的矮。2014;183:118 - 129。
20. 燕X等al.Proteomicprofileanalysis Pyropiahaitanensis tohigh-temperature压力的反应。J: Phycol。2013; 26:607 - 618。
21. Irar年代,et al . Proteomicanalysis wheatembryos 2 de和liquid-phasechromatography (ProteomeLab PF-2D):widerperspective theproteome。蛋白质组学。2010;73:1707 - 1721。
22. 阿什拉夫M和Arfan M .气体exchangecharacteristics waterrelations twocultivars hibiscusesculentusunderwaterlogging。BiologiaPlant。2005;49:459 - 462。
23. Casanova MT和马布鲁克。如何深度、持续时间和频率floodinginfluenceestablishment wetlandplantcommunities ?PlantEcology。2000;147:237 - 250。
24. 施年代,et al。水分胁迫对4种叶绿素荧光photochemicalquenching non-photochemicalquenching。对Sci 2004; 40:168 - 173。
25. Camejo D, et al。变化photosyntheticparameters tomatoplants antioxidantactivitiesfollowingheat-shock治疗。FunctPlant杂志。2006;33:177 - 187。
26. 罗林斯杰,et al。叶pro-teomealterations thecontext todrought生理和形态反应和热应力在大麦(Hordeumvulgare l .)。J Exp机器人。201;64:3201 - 3321。
27. 罗瑞莫Miziorko HM和GH。核酮糖1 5 5-bisphosphate,羧化加氧酶。学生物化学AnnuRev。1983; 52:507 - 535。
28. Haupt-Herting年代,等。一种新的approachtomeasuregross CO2通量的树叶。生产总值(gdp)二氧化碳同化、光呼吸和mitochondrialrespiration tomatounderdrought光的压力。PlantPhysio。2001;126:388 - 396。
29. 老米勒,et al。二磷酸核酮糖羧化酶的进化稳定thethermallimit光能自养。另一个星球杂志。2013;30:752 - 760。
30. Rokka, et al。二磷酸核酮糖羧化酶活化酶:A随温度而变的双重职能。植物j . 2001; 25:463 - 471。
31. Murota K, et al . Changesrelatedtosalttolerance thylakoidmembranes photoautotrophicallyculturedgreentobaccocells。PlantCellPhysio。1994;35:107 - 121。
32. Abbasi调频和小松美国大米leafsheath proteomicapproachto分析salt-responsiveproteins。蛋白质组学。2004;4:2072 - 2081。
33. 苏吉哈拉K,等。分子表征cDNA encodingoxygenevolvingenhancerprotein 1 increasedbysalttreatment themangroveBruguieragymnorrhiza。PlantCell杂志。2000;41:1279 - 1285。
34. 萨吴奇我。二磷酸核酮糖羧化酶活化酶chaperonin-60beta:协会possiblemechanismforprotectingphotosynthesisduringheat压力。J Exp机器人。2008;59:1923 - 1933。
35. 王G, et al . tomatochloroplast-targetedDnaJproteinprotectsRubiscoactivityunderheat压力。J Exp机器人。2015;66:3027 - 3040。
36. 王X, et al . Improvedtolerancetodrought压力后开花duetoprimingbefore小麦开花期(小麦l .)Vinjett var。J Exp机器人。2014;65:6441 - 6456。
37. Avital年代和Gromet-Elhanan z提取和纯化αβ亚基的和积极的beta-core复杂fromthespinachchloroplast CFoF1-ATP合成酶。J生物化学1991;266:7067 - 7072。
38. 费雷拉,et al . Proteomeprofiling PopuluseuphraticaOliv。uponheat压力。安机器人。2006;98:361 - 377。
39. 张建平,et al。nucleotidebindingsiteoccupancy对F1的thethermalstability thechloroplast ATP合酶的一部分。J Biolo杂志。1993;268:20785 - 20790。
40. Schnee C,等。产品单一玉米倍半萜烯synthaseform防御信号波动thatattracts maizeherbivores的天敌。Proc NatAca Sci(美国)。2006;103:1129 - 1134。
41. 咋B等al.Crystalstructure albaflavenonemonooxygenasecontaining moonlightingterpenesynthase活跃的站点。J Biolo杂志。2009;284:36711 - 36719。
42. 价格MB, et al。谷氨酸受体植物同源染色体:函数和evolutionaryorigins。植物科学。2012;3:235。
43. 穆萨维SA et al .谷氨酸受体基因mediateleaf-to-leafwound信号。大自然。2013;500:422 - 426。
44. 张ZG, et al . Evidenceforserine /苏氨酸和组氨酸kinaseactivity thetobaccoethylene NTHK2受体蛋白质。PlantPhysio。2004;136:2971 - 2981。
45. Moussatche P和克利HJ。Autophosphorylationactivity multigenefamily theArabidopsisethylene受体。生物化学杂志。2004;279:48734 - 48741。
46. 周霍奇金淋巴瘤,et al .角色plantgrowth乙烯受体NTHK1域的应激反应和proteinphosphorylation。2月。2006;580:1239 - 1250。
47. 王SJ, et al .规定granule-boundstarchsynthase我基因表达在水稻leavesby温度和干旱胁迫。BioloPlant。2006;50:537 - 541。