RubisCO纯化、大小亚基片段克隆与小麦灌浆期蛋白质周转研究

摘要

小麦是我国西北方地区最重要的粮食作物。然而，随着近年来耕地面积不断下降和人口不断上升之间的矛盾日益突出，怎样提高小麦的产量已经成了广大农业工作者迫切需要解决的问题。　　目前，很多研究工作都集中在了改良和选育优良小麦品种以及提高肥料和水分水平上以期达到高产的目的，但是这种增产潜力是有限的。因此，本实验中，我们通过研究在五种栽培模式下蛋白质周转状况，提出了一种比较适合于关中地区的栽培模式；占旗叶可溶性蛋白含量50﹪以上的RubisCO在蛋白质周转中起重要作用，因此，在本实验中我们还制备了RubisCO的多抗并克隆了大小亚基片段，为研究其在蛋白质周转中的作用奠定基础。以下是本次实验获得的主要结果：　　1)经过粗提、(NH4)2SO4分段盐析、凝胶过滤和离子交换层析四步纯化后，得到了纯的RubisCO；经Native-PAGE电泳显示只有一个条带，SDS-PAGE电泳有两条带，为RubisCO的大小亚基，分子量分别为55KD和14。8KD。将纯化的RubisCO并制备了多克隆抗体，为后续工作的开展奠定了基础。　　2)用PCR方法克隆到了大小亚基片段，长度分别为620bp和313bp。这两个片段都是从基因的外显子中获得，中间没有内含子间隔。因此，在后续工作中既可以用做Southern杂交的探针也可以用做Northern杂交的探针，与其他物种之间存在高度的同源也使得其应用更加广泛。　　3)常规栽培、秸秆覆盖、地膜覆盖、垄沟种植和补灌栽培五种栽培模式中，地膜覆盖且施氮量为8kg/mu的模式在关中地区较其他模式更有优势。在此种栽培模式下，小麦旗叶蛋白水解酶活性较高，可溶性蛋白和游离氨基酸含量下降彻底，蛋白质周转效率高。　　4)增加氮肥用量和土壤含水量有利于小麦叶面积的增大，叶绿素增多，光合作用增强，从而为蛋白质周转提供更充足的源。　　5)Western杂交发现经EDTA和PMSF处理后，RubisCO出现19KD、21KD、30KD和32KD四条降解条带，而经Leupeptin处理后只有30KD和32KD两个条带；从而进一步证明了RubisCO是在巯基蛋白酶的作用下被降解的。

目录

文摘

英文文摘

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第一篇文献综述

§1.1 RubisCO的研究综述

§1.1.1 RubisCO的分类

§1.1.2高等植物RubisCO的结构功能与活性中心分析

§1.1.3 RubisCO的光合调节

§2.1小麦灌浆过程的研究

§2.1.1影响小麦灌浆的因素

§2.1.2小麦灌浆的特征分析

§2.1.3小麦灌浆过程的氮素转移

§3.1叶片衰老过程中蛋白质降解与蛋白水解酶研究

§3.1.1蛋白质降解的功能

§3.1.2叶衰老过程中的蛋白水解酶研究进展

§4.1本研究的目的意义

第二篇实验部分

第一章RubisCO蛋白的分离纯化

§1.材料与方法

§2结果与分析

§3讨论

第二章小麦RubisCO大小亚基片段的克隆

§1材料与方法

§2结果与分析

§3讨论

第三章不同栽培条件下小麦灌浆期蛋白质周转研究

§1材料与方法

§2结果与分析

§3讨论

结论

参考文献

致谢

作者简介