黄檗种子休眠解除过程中生理学与蛋白质组学分析

摘要

黄檗(Phellodendron amurenseRupr.)属于芸香科黄檗属落叶乔木，别名黄菠萝，它以塞皮入药，是常用中药材关黄柏的主要来源。黄檗是第三纪古热带植物区系的孑遗植物之一，具有非常重要的科研与学术价值，目前被列为国家二级保护植物。黄檗又是良好的蜜源植物，其花可为蜜蜂提供优良的蜜源，被广泛应用于医药和工业中。黄柏清热燥湿，泻火除蒸，解毒疗疮，目前作为药用，关黄柏的取材仍是主要来源于野生黄檗资源，但其资源状况十分堪忧，处于濒危状态，黄檗已被列为中国珍稀植物、国家一级重点保护野生药材物种。由于黄檗既是珍稀药材树种又是重要的用材树种也是古老的残遗植物，而且黄檗集药用、材用和观赏价值于一身,具有较高的保护与开发利用远景。由于长期乱砍滥伐，目前数量已很少。因此，保护和研究黄檗具有重要科学意义。
　　本研究主要内容包括：⑴黄檗种子属生理型休眠种子,通过低温层积,需要三个月能逐渐解除其休眠。⑵休眠解除前后种子贮藏物质也会发生变化，随着低温层积时间的增加,种子休眠逐渐被打破,种子内的可溶性糖呈现先上升后下降的趋势、淀粉和粗脂肪含量呈现下降趋势，脯氨酸含量呈现上升趋势。⑶层积处理过程中关键酶的活性也会发生变化，超氧化物歧化酶（SOD）活性呈现下降趋势，过氧化物酶（POD）活性和过氧化氢酶（CAT）活性呈现先上升后下降的趋势。酸性磷酸酯酶（ACP）呈现上升的趋势，琥珀酸脱氢酶（SDH）活性呈现下降的趋势，葡萄糖-6-磷酸脱氢酶（G-6-PDH）活性呈现先上升后下降的趋势，这些变化都与种子休眠解除有关。⑷对不同层积处理时间的黄檗种子进行蛋白质组学分析，使用pH4-7 IPG胶条；通过合理的聚焦程序，能得到高分辨率，重复性好的蛋白质2-DE图谱。银染后软件分析，每张胶图可以检测到500多个以上蛋白点。图谱分析结果表明，所有处理和对照中，共检测到28个蛋白丰度差异表达变化的蛋白点。通过质谱鉴定，可鉴定到6种蛋白质，对该6种蛋白质通过NCBI BLAST搜索，并参照GO分类标准及相关文献信息，对其在不同低温层积时间处理过程中黄檗种子的蛋白质进行功能注释与分类。他们分别参与氨基酸代谢、贮藏蛋白动员相关、淀粉代谢、糖酵解相关。

目录

1绪论

1.1引言

1.2种子休眠机理研究综述

1.2.1 国内外种子休眠研究

1.2.2植物种子休眠原因的研究

1.2.3植物种子休眠类型及休眠解除研究进展

1.3种子蛋白质组的研究进展

1.3.1种子蛋白及其分类

1.3.2种子休眠及萌发的相关蛋白质组学研究

1.4本研究的目的和意义

2实验材料与方法

2.1 实验材料

2.2层积处理过程中黄檗种子的生理学分析

2.2.1可溶性糖含量测定

2.2.2淀粉含量测定

2.2.3粗脂肪含量测定

2.2.4脯氨酸含量测定

2.2.5抗氧化酶活性测定

2.2.6酸性磷酸酯酶（ACP）活性测定

2.2.7琥珀酸脱氢酶（SDH）活性测定

2.2.8葡萄糖-6-磷酸脱氧酶（G-6-PDH）活性测定

2.3层积处理过程中黄檗种子的定量蛋白质组学分析

2.3.1蛋白质样品制备

2.3.2双向电泳

2.3.3凝胶图像扫描与蛋白质表达丰度分析

2.3.4质谱鉴定

2.3.5数据库搜索

2.3.6功能分析

2.3.7数据的统计分析

3结果与分析

3.1层积处理过程中黄檗种子贮藏物质含量的变化

3.1.1可溶性糖含量变化

3.1.2淀粉含量变化

3.1.3粗脂肪含量变化

3.1.4脯氨酸含量变化

3.2层积处理过程中黄檗种子相关酶活性变化

3.2.1抗氧化系统酶活性变化

3.2.2酸性磷酸酯酶（ACP）活性变化

3.2.3琥珀酸脱氢酶（SDH）活性变化

3.2.4葡萄糖-6-磷酸脱氧酶（G-6-PDH）活性的变化

3.3低温层积处理过程中黄檗种子蛋白质组学分析

3.3.1差异蛋白质分离与鉴定

3.3.2低温层积处理过程中黄檗种子表达蛋白质差异显著性分析

3.3.3层积处理过程中黄檗种子差异表达蛋白质斑点等电点与分子量分析

3.3.4层积处理过程中黄檗种子蛋白质斑点等电点与分子量分析

3.3.5层积处理过程中黄檗种子蛋白质鉴定与功能分类

3.3.6差异蛋白质参与的代谢过程

4讨论

4.1 层积处理过程中贮藏物质含量变化

4.2层积处理过程中黄檗种子关键酶活变化

4.2.1抗氧化酶活性变化

4.2.2关键呼吸酶活性变化

4.3层积处理过程中黄檗种子蛋白质组学分析

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢

声明