水稻根系响应镉胁迫的蛋白质差异表达

肖清铁, 王经源, 郑新宇, 戎 红, 张国君, 王良华, 谢惠玲, 李 艺, 陈 珊, 林瑞余, 林文雄

福建农林大学生命科学学院农业生态研究所, 福州 350002

水稻根系响应镉胁迫的蛋白质差异表达

肖清铁, 王经源, 郑新宇, 戎 红, 张国君, 王良华, 谢惠玲, 李 艺, 陈 珊, 林瑞余*, 林文雄

福建农林大学生命科学学院农业生态研究所, 福州 350002

为探讨水稻根系对镉胁迫的分子生理响应，以抗镉水稻PI312777和镉敏感水稻IR24为材料，设置Cd2+浓度为0、50和100μmol/L的水培试验，处理7d后分析了水稻根系的蛋白质差异表达。结果表明，在镉胁迫下水稻PI312777和IR24根系有18个蛋白质发生了差异表达，其中的12个得到MALDI-TOF/MS鉴定。这些鉴定的蛋白功能可分四类：(1)与活性氧(ROS)胁迫相关的过氧化物酶(POD)、蛋氨酸腺苷转移酶(MAT)、类萌发素蛋白前体；(2)与谷胱甘肽(GSH)合成相关的S-腺苷甲硫氨酸合成酶(SAMS)、谷氨酰胺合成酶(GS)和谷氨酸脱氢酶(GDH)；(3)与逆境胁迫相关的ABA胁迫诱导蛋白含HVA22域蛋白、ABA-胁迫-成熟诱导蛋白5(ASR5)；(4)与细胞分裂调控相关的GTP结合核蛋白Ran-2。镉胁迫下SAMS和GTP结合核蛋白Ran-2在两种水稻根系均发生上调表达；MAT、POD、类萌发素蛋白前体和GS发生下调表达；依赖NADP-GDH、GDH和磷酸甘油酸变位酶在IR24根部均发生下调表达，在PI312777根部仅在100μmol/L Cd2+处理发生下调表达；含HVA22域蛋白在PI312777根部上调表达，在IR24根部发生下调表达；ASR5在PI312777根部上调表达，在IR24根部的表达无显著差异；100μmol/L Cd2+胁迫下60S酸性核糖体蛋白P0在水稻PI312777根部表达下调，在IR24根部表达上调。可见，镉胁迫使水稻根部ROS增加，形成氧化胁迫反应，造成毒害作用，而水稻根通过调节SAMS和GS提高GSH合成降低镉毒害。……