研究植物和作物抵抗非生物逆境的机制,提高抗逆能力对农业生产有重要的理论和实际意义。干旱和高浓度盐引起的高渗胁迫是影响植物生长的主要因素。研究表明高渗胁迫信号之一,胞内钙离子浓度的变化是通过钙离子结合蛋白和特定的信号转导途径传递的。拟南芥CBL蛋白家族是一类重要的钙信号受体蛋白,不同成员介导不同的逆境信号转导包括干旱、高浓度盐和低温等等。本课题以拟南芥为研究材料,应用蛋白质组学和遗传学的相关技术,通过比较AtCBL1 OE和KO植株在高渗胁迫条件下的蛋白质组变化,研究AtCBL1介导的高渗胁迫响应,分离AtCBL1的下游效应蛋白分子和抗盐抗旱的关键基因,研究其功能以及在抗盐抗旱中的作用机制。
本项目利用蛋白质双向电泳和质谱结合的手段,在蛋白质组水平研究了拟南芥AtCBL1过量表达和缺失突变体对高盐、干旱所引起的高渗胁迫的响应。在研究中通过双向荧光差异凝胶电泳(2D-DIGE)的手段方法,分析比较了正常条件以及盐胁迫所引起的蛋白表达谱变化,鉴定了74个差异表达的蛋白点,获得了59个蛋白信息。这些蛋白按照功能分类,可能参与了光合作用、碳代谢、氧化还原电位平衡、胁迫保护、蛋白质加工等等过程。其中与光合作用相关的蛋白占20%,说明光合作用对逆境胁迫的敏感性,而AtCBL1除了调控离子通道活性外还可能参与光合作用系统活性调节。我们进一步通过RT-PCR和Western Blot的方法,深入研究了编码一些差异表达蛋白的基因表达模式以及与蛋白表达模式的差异,并分析了可能受AtCBL1调控的基因或蛋白。探索性研究了植物磷酸化蛋白质组,利用磷酸化染料ProQ Diamond分析了胁迫处理后植物蛋白磷酸化的变化。通过本项目研究发表高质量研究论文一篇,另有两篇正在整理中。培养博士研究生3名。