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Effects of drought stress on photosynthesis capability of Spiraea fritschiana and Spiraea bunmalba‘Goldmound’.

干旱胁迫对华北绣线菊和金山绣线菊光合能力的影响


分别采取轻度、中度、重度干旱胁迫和复水处理,研究华北绣线菊和金山绣线菊的光合能力动态变化;利用二维双向电泳与质谱鉴定等技术,分析鉴定干旱胁迫前后2种绣线菊蛋白质的差异表达,以及引起其光合能力改变的生理机制.结果表明:干旱胁迫处理显著影响了2种绣线菊的光合能力,最大光合速率、光补偿点和光饱和点逐渐下降,其干旱胁迫反应为渐进效应.轻度和中度干旱胁迫后,2种绣线菊的恢复能力较强;而重度干旱胁迫后的恢复能力较弱.经干旱胁迫诱导后,抗旱能力弱的金山绣线菊有6处蛋白点消失、11处新增蛋白点、13处蛋白点上调表达、4处蛋白点下调表达,均为低分子量酸性蛋白;其中由干旱诱导表达的3种差异蛋白分别为放氧增强蛋白因子1、2和1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶大亚基的降解片断.绣线菊抗旱能力的差异与干旱胁迫期间光合能力的变化有关. 

In this paper, Spiraea fritschiana and Spiraea bunmalba‘Goldmound’ were treated with mild, moderate, and severe drought to study the dynamic changes of their photosynthesis capability, and two-dimensional electrophoresis and mass spectrometry were adopted to analyze and identify the differences in the protein expression of the two species before and after the treatments, and the physiological mechanisms inducing the changes of the photosynthesis capability. Drought treatments had significant effects on the photosynthesis capability of the two species. Under drought stress, the maximum photosynthetic rate, light compensation point, and light saturation point decreased gradually, suggesting that the responses of the two species to drought stress were progressive. The two species presented stronger recovery capability after the mild and moderate stresses, but weaker recovery capability after severe stress. After the inducement of drought stress, the weaker drought resistant S. bunmalba‘Goldmound’ had six protein spots lost, eleven new protein spots appeared, thirteen protein spots up-regulation expression, and four protein spots down-regulation expression. All of the proteins were low molecular weight acidic proteins, of which, there were three kinds of different proteins that had been induced expression by drought and were the oxygen-enhanced protein factor 1 and 2 and the degradation fragments of large subunit 1,5-ribulose bisphosphate carboxylase/oxygenase. The drought- resistant difference of the two Spiraea  species was related to the changes of their photosynthesis capability during drought stress.


全 文 :干旱胁迫对华北绣线菊和金山绣线菊
光合能力的影响*
刘慧民1,2 摇 车艳双1 摇 车代弟1 摇 闫永庆1 摇 吴凤芝1**
( 1 东北农业大学园艺学院, 哈尔滨 150030; 2 东北林业大学林学院博士后流动站, 哈尔滨 150040)
摘摇 要摇 分别采取轻度、中度、重度干旱胁迫和复水处理,研究华北绣线菊和金山绣线菊的光
合能力动态变化;利用二维双向电泳与质谱鉴定等技术,分析鉴定干旱胁迫前后 2 种绣线菊
蛋白质的差异表达,以及引起其光合能力改变的生理机制.结果表明:干旱胁迫处理显著影响
了 2 种绣线菊的光合能力,最大光合速率、光补偿点和光饱和点逐渐下降,其干旱胁迫反应为
渐进效应.轻度和中度干旱胁迫后,2 种绣线菊的恢复能力较强;而重度干旱胁迫后的恢复能
力较弱.经干旱胁迫诱导后,抗旱能力弱的金山绣线菊有 6 处蛋白点消失、11 处新增蛋白点、
13 处蛋白点上调表达、4 处蛋白点下调表达,均为低分子量酸性蛋白;其中由干旱诱导表达的
3 种差异蛋白分别为放氧增强蛋白因子 1、2 和 1,5鄄二磷酸核酮糖羧化酶 /加氧酶大亚基的降
解片断.绣线菊抗旱能力的差异与干旱胁迫期间光合能力的变化有关.
关键词摇 干旱胁迫摇 绣线菊摇 光合能力摇 差异蛋白质
文章编号摇 1001-9332(2010)08-2004-06摇 中图分类号摇 Q943摇 文献标识码摇 A
Effects of drought stress on photosynthesis capability of Spiraea fritschiana and Spiraea bun鄄
malba ‘Goldmound爷 . LIU Hui鄄min1,2, CHE Yan鄄shuang1, CHE Dai鄄di1, YAN Yong鄄qing2, WU
Feng鄄zhi1 ( 1College of Horticulture, Northeast Agricultural University, Harbin 150030, China;
2Postdoctoral Research Station, College of Forestry, Northeast Forestry University, Harbin 150040,
China) . 鄄Chin. J. Appl. Ecol. ,2010,21(8): 2004-2009.
Abstract: In this paper, Spiraea fritschiana and Spiraea bunmalba ‘Goldmound爷 were treated with
mild, moderate, and severe drought to study the dynamic changes of their photosynthesis capabili鄄
ty, and two鄄dimensional electrophoresis and mass spectrometry were adopted to analyze and identify
the differences in the protein expression of the two species before and after the treatments, and the
physiological mechanisms inducing the changes of the photosynthesis capability. Drought treatments
had significant effects on the photosynthesis capability of the two species. Under drought stress, the
maximum photosynthetic rate, light compensation point, and light saturation point decreased gradu鄄
ally, suggesting that the responses of the two species to drought stress were progressive. The two
species presented stronger recovery capability after the mild and moderate stresses, but weaker re鄄
covery capability after severe stress. After the inducement of drought stress, the weaker drought鄄
resistant S. bunmalba ‘Goldmound爷 had six protein spots lost, eleven new protein spots appeared,
thirteen protein spots up鄄regulation expression, and four protein spots down鄄regulation expression.
All of the proteins were low molecular weight acidic proteins, of which, there were three kinds of
different proteins that had been induced expression by drought and were the oxygen鄄enhanced pro鄄
tein factor 1 and 2 and the degradation fragments of large subunit 1,5鄄ribulose bisphosphate carbox鄄
ylase / oxygenase. The drought鄄 resistant difference of the two Spiraea species was related to the
changes of their photosynthesis capability during drought stress.
Key words: drought stress; Spiraea; photosynthesis capability; different protein.
*东北农业大学博士启动项目(2009)、黑龙江省度博士后基金项目(2009)、黑龙江省教育厅项目(2010)和东北农业大学创新团队项目
(CXZ004鄄3)资助.
**通讯作者. E鄄mail:fzwu2006@ yahoo. com. cn
2009鄄11鄄27 收稿,2010鄄05鄄24 接受.
应 用 生 态 学 报摇 2010 年 8 月摇 第 21 卷摇 第 8 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
Chinese Journal of Applied Ecology, Aug. 2010,21(8): 2004-2009
摇 摇 光合作用是构成植物生物量的基础,也是植物
对水分胁迫最为敏感的生理过程之一. 干旱胁迫处
理使植物的光合能力发生明显改变,植物光合作用
与环境水分因子之间有一定的适应性变化[1] . 干旱
胁迫对植物光合作用的影响比较复杂,在轻度干旱
胁迫时,植物的光合能力降幅较小;随着干旱胁迫的
加剧,其光合能力大幅度下降. 干旱胁迫下,植物的
光合响应曲线也发生相应的变化[2],干旱胁迫通常
引起最大净光合速率、光饱和点的降低和光补偿点、
叶片呼吸速率的增加[3-4] .研究表明,干旱条件下植
物光合速率的降低除与气孔因素有关外,还与 1,5鄄
二磷酸核酮糖(RuBP)的再生受到阻碍有关[5-6] .气
孔导度下降是植物对干旱胁迫的最早反应,随着干
旱程度的加剧,植物光合速率不断下降、代谢过程受
到抑制,导致 RuBP含量降低.这些成为严重干旱胁
迫时植物光合作用下降的主导因素[7-8] .
绣线菊(Spiraea spp. )是我国北方城市园林绿
化使用的优良观赏灌木,广泛分布在干旱、半干旱地
区.目前有关干旱胁迫绣线菊的光合生理变化和响
应机制尚未见报道. 本文以华北绣线菊(S. fritschi鄄
ana)和金山绣线菊(S. bunmalba ‘Goldmound爷)为
对象,研究了干旱胁迫下,不同抗旱能力绣线菊的光
合能力的动态变化,并从蛋白质水平探讨其干旱胁
迫适应机制,旨在为深入研究绣线菊的干旱适应机
制提供基础资料.
1摇 材料与方法
1郾 1摇 试验材料
供试植物:华北绣线菊和金山绣线菊 1 年生扦
插苗,源于黑龙江省森林植物园的绣线菊资源圃.其
中华北绣线菊的抗旱能力(灰色关联度 0郾 5672)强
于金山绣线菊(灰色关联度 0郾 3870) [9] .
供试仪器、试剂:丙烯酰胺、3鄄[(3鄄胆酰胺丙
基)鄄二乙胺]鄄丙磺酸(CHAPS)、测序级胰蛋白酶、
2D鄄quant 蛋白质定量试剂盒等,购自美国 Sigma 公
司;真空加速干燥离心机、IPGphor 电泳单元(美国
贝克曼公司)、WP4 露点水势速测仪(美国)、土壤体
积含水量测定仪(英国 Delta鄄T 探针、HH2 含水量测
定仪)、CI鄄310 光合仪及其红蓝灯配件(美国思爱迪
公司)等.
1郾 2摇 试验设计
1郾 2郾 1 试材干旱处理 摇 2009 年 6 月,将普通园土栽
植的试验材料移入温室内 13 cm伊13 cm 的钵中,每
种试材各取 150 钵,每钵土壤质量 500 g,进行浇透
水法处理,直致水分充分渗流出钵外,在水分平衡的
1 ~ 2 d内,利用土壤体积含水量测定仪(Delta鄄T,英
国)测定土壤容积含水量,直至达到 40% ~ 50 %的
饱和水分状态(即土壤田间最大持水量),然后将一
部分试材作为对照,另一部分试材进行控水干旱处
理.当绣线菊钵苗高在 15 ~ 20 cm、分枝数量 3 ~ 5
条、叶片数量在 20 ~ 30 枚时,对绣线菊钵苗进行试
验处理.每种 150 钵试材,随机采集位于中上部当年
生枝条的第 2 ~ 6 片生长最佳的叶片,对各试验处理
的同一生理指标取样时,进行 3 次重复随机取样、平
行样测定,测定结果取平均值.
利用土壤体积含水量测定仪随机监测处理钵中
土壤含水量的变化,当土壤含水量分别达到土壤轻
度干旱(土壤容积含水量 30% ~ 35% )、中度干旱
(土壤容积含水量 20% ~ 25% )、重度干旱(土壤容
积含水量 10% ~ 15% )、 (空气相对湿度 81% ~
89% ,气温 22 益 ~ 29 益)时,分别进行相关光合生
理指标测定.
1郾 2郾 2 干旱试材的复水处理 摇 对达到轻度、中度和
重度干旱胁迫的试材分别进行复水处理,分次浇水,
每次浇水量相同,使土壤充分湿润,但水不会渗流出
钵外(含水量相当于田间持水量),直致土壤含水量
恢复到对照试材(土壤容积含水量在 40% ~ 50 % )
水平;中度和重度干旱的试材连续复水 2 次,当土壤
含水量恢复到对照水平,分别取样,测定相关光合生
理指标.
1郾 2郾 3 试材差异蛋白质的表达摇 干旱胁迫诱导 2 种
绣线菊至重度干旱水平,待不同深度土层和植株各
部水分充分平衡后,对处理植株分别取材,提取叶片
蛋白,进行二维双向电泳,比较 2 种绣线菊在干旱胁
迫下蛋白表达的差异.
1郾 3摇 试验方法
1郾 3郾 1 光响应曲线的绘制摇 采用光合仪测定[10] . 在
一天中 9:00—15:00 期间,CO2 浓度为大气 CO2 浓
度,红蓝灯光照强度取值依次为 200、400、600、800、
1000、1200、1400、1600、1800 滋mol·m-2·s-1,取经
不同干旱处理的试材,每个光强下试材植株适应 3
~ 5 min,基线不漂移后利用 CI鄄310 光合仪测定对应
光照强度下的叶片净光合速率,重复 3 次,利用 Ori鄄
gin(7郾 0)软件作图,绘制光响应曲线,计算最大光合
速率、光饱和点、光补偿点.
1郾 3郾 2 差异蛋白质的表达与鉴定 摇 样品制备:取试
验材料 1 g,液氮快速研磨后用 3 倍体积的 TCA鄄丙
酮提取蛋白,-20 益沉淀过夜. 4 益,40000 伊g 离心
50028 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 刘慧民等: 干旱胁迫对华北绣线菊和金山绣线菊光合能力的影响摇 摇 摇 摇 摇 摇
1 h,弃上清液. 用 3 倍于沉淀体积的含有 0郾 07%
(V / V)茁鄄巯基乙醇的冷丙酮使沉淀重新悬浮,-20
益沉淀 1 h 以上. 4 益 40000伊g 离心1 h,弃上清液.
沉淀用真空干燥加速离心机抽干. 将干燥后的粉末
小心移至 10 ml离心管中,按 30 滋l·mg-1加入蛋白
提取液(7 mol·L-1尿素,2 mol·L-1硫脲,4% (W /
V)CHAPS,40 mmol·L-1DTT). 振荡均匀后置于冰
域上 1 ~ 2 h. 其间每 10 ~ 15 min 振荡 1 次. 4 益
40000伊g 离心 1 h,弃去沉淀,保留上清液. 用 2D鄄
Quant 试剂盒进行蛋白质定量,每条 24 cm长的 IPG
胶条蛋白上样量为 1000 滋g.
采用双向电泳法[11] .第 1 向固相 pH 梯度等电
聚焦按 IPGphor 等电聚焦系统操作,水化和聚焦在
20 益自动进行,每胶条限流 50 滋A,总小时为 68060
Vh.等电聚焦结束后,IPG 胶条依次在两种 5 ml 缓
冲液中各平衡 15 min. 第 2 向垂直板 SDS鄄PAGE 电
泳采用 EttanDALT系统,18 益循环水冷却,每胶条 2
W电泳 30 min 后换用每胶条 15 W 电泳,待溴酚兰
前沿到达胶片边缘约 1 cm处停止电泳.
考马斯亮兰染色:电泳后将凝胶放入固定液中
固定 30 min,然后转入 10%的乙酸中放大 20 min,
再将凝胶转移至 90 益 ~ 100 益热考染色液中染色
10 min,用 10%乙酸脱色直到蛋白点清晰.
凝胶图像分析与蛋白质酶解、鉴定:脱色后的凝
胶经扫描并用图像分析软件对图谱进行斑点检测、
匹配.选取识别为 2 倍以上的差异蛋白质斑点进行
胶内酶解. 登陆 http:椅www. matrixscience. com 网
址,用 Mascot 程序对 MALDI鄄TOF 质谱检测的肽质
量指纹图谱检索,搜索参数设置如下:数据库选择
NCBInr,种属择选 GreenPlants;氨基酸固定修饰方式
选择 carbamidomethyl鄄Cys修饰;多肽的电荷数设为+
1,可接受的肽段分子量误差设为依0郾 3 Da;酶选择
trypsin,允许 1 个不完全裂解位点.进行 MALDI鄄TOF
肽质谱指纹分析和质谱数据库查询和检索.
1郾 4摇 数据处理
利用 Origin(7郾 0)软件进行数据分析与作图,选
用指数曲线模型对光响应数据进行拟合,提取各光响
应曲线模型的主要特征参数,利用 SAS(8郾 0)数据软
件进行显著性分析,用 ImageMaster2Dplatinum 6郾 0 图
像分析软件对图谱进行斑点检测、匹配,查询和检索
质谱数据库 NCBInr,鉴定蛋白质.
2摇 结果与分析
2郾 1摇 干旱胁迫处理后绣线菊光合能力的变化
2郾 1郾 1 最大光合速率 摇 由图 1 可以看出,干旱胁迫
处理后,2 种绣线菊的最大光合速率均呈现持续下
降趋势.与对照相比,在中度胁迫后,金山绣线菊和
华北绣线菊的最大光合速率分别下降了 84% 和
69% ,金山绣线菊达到显著差异水平(P<0郾 05). 在
土壤干旱后复水处理中,当含水量逐渐恢复到对照
水平时,2 种绣线菊的最大光合速率在轻度干旱后
均能恢复到对照水平,其中金山绣线菊的最大光合
速率恢复到对照水平的 95% ,而华北绣线菊达
100% ,并表现出补偿效应.
2郾 1郾 2 光补偿点摇 由图 1 可以看出,干旱胁迫处理
后,2 种绣线菊的光补偿点均呈持续下降趋势;与对
照相比,在中度胁迫后,金山绣线菊和华北绣线菊的
光补偿点分别下降了 95%和 40% ,金山绣线菊达到
显著差异水平(P<0郾 05). 在土壤干旱后复水处理
中,当含水量逐渐恢复到对照水平时,2 种绣线菊的
光补偿点在轻度干旱后均能恢复到对照水平,其中
金山绣线菊的光补偿点恢复到对照水平的 70% ,而
华北绣线菊达 100% ,并表现出补偿效应.
2郾 1郾 3 光饱和点摇 由图 1 可以看出,干旱胁迫处理
后,2 种绣线菊的光饱和点均呈现持续下降的变化
趋势.与对照相比,在中度胁迫后,金山绣线菊和华
北绣线菊的光饱和点分别下降了 15%和 45%,华北
绣线菊达到显著差异水平(P<0郾 05).土壤干旱后复
水处理:当含水量逐渐恢复到对照水平时,2 种绣线
菊的光饱和点均能恢复到对照水平,金山绣线菊和华
北绣线菊的光饱和点达 100%,并表现出补偿效应.
2郾 2摇 干旱胁迫处理后绣线菊逆境蛋白的表达
由图 2 可以看出,经过重度干旱处理,华北绣线
菊与金山绣线菊的谱图产生了蛋白差异表达,在标
准蛋白分子量 14 ~ 98 kDa和等电点 3 ~ 10 之间,抗
旱力弱的金山绣线菊有 6 处蛋白点消失,分别在谱
图中 3、10、11、20、31、32 的位置;11 处新增蛋白点,
分别在谱图中 4、5、6、7、8、13、17、23、24、28、29 的位
置;13 处蛋白点上调表达,分别在谱图中 1、2、14、
15、16、17、18、21、22、25、26、27、30 的位置;4 处蛋白
点下调表达,分别在谱图中 9、12、19、33 的位置. 经
过干旱诱导,不同抗旱能力的 2 种绣线菊在蛋白表
达上有所不同.根据肽指纹图谱信息检索和查询,得
到相关蛋白质的数据库检索信息(表 1).
摇 摇 据蛋白查询和鉴定结果,在干旱胁迫中,金山绣
线菊产生 1,5鄄二磷酸核酮糖羧化酶 /加氧酶大亚基
的降解片断,1,5鄄二磷酸核酮糖羧化酶 /加氧酶是光
6002 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 21 卷
图 1摇 不同干旱处理下绣线菊的最大光合速率、光补偿点和光饱和点的变化
Fig. 1摇 Changes of the maximum photosynthesis rate, light compensation point and light saturation point of the Spiraea under different
drought treatments.
D:干旱处理 Drought treatments; RW:菊复水处理 Water recovery; CK:对照 Control;玉:轻度干旱 Mild drought;域:中度干旱 Moderate drought;芋:
重度干旱 Severe drought. 1)1 次复水 First rewatering;2)2 次复水 Second rewatering. 不同字母表示处理间差异显著(P<0郾 05) Different letters in鄄
dicate the significant difference between the treatments (P<0郾 05) .下同 The same below. A:金山绣线菊 Spiraea bunmalba ‘Goldmound爷;B:华北绣线
菊 Spiraea fritschiana.
图 2摇 重度干旱处理下绣线菊的蛋白质二维双向电泳图谱
Fig. 2摇 Two鄄dimensional electrophoresis pattern of proteins of Spiraea induced by severe drought stress.
合作用最关键的酶,其降解导致光合作用减弱,说明
金山绣线菊在干旱处理期间光合机构受到显著影
响,进而影响其光合能力;很多蛋白在干旱胁迫下被
降解,尤其是与光合作用相关的蛋白,其中放氧增强
蛋白因子也是蛋白降解产物,与光合作用相关的蛋
白降解,导致金山绣线菊的抗旱能力下降.
70028 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 刘慧民等: 干旱胁迫对华北绣线菊和金山绣线菊光合能力的影响摇 摇 摇 摇 摇 摇
表 1摇 2 种绣线菊差异蛋白质的数据库检索信息
Tab. 1摇 Data鄄base searching information of different proteins of the two species of Spiraea
差异点
Spot
蛋白质
Protein
得分
Score
匹配
Match
to
分子量
Mass
等电点
pI
序列覆盖度
Sequence
coverage
(% )
匹配的序列
Matched
sequence
序列起始鄄终止
Start鄄end
物种
Organism
14 放氧增强蛋白因子 2
Oxygen evolving enhancer protein
2
52 gi |8131593 17526 4郾 91 6 QYYFL SVLTR 116鄄 125 木榄
Bruguiera
gymnorhiza
2 放氧增强蛋白因子 1
Oxygen鄄evolving enhancer protein
1
chloroplast precursor (OEE1)(33
kDa subunit of oxygenevolving
system of photosystem II )
(OEC33 kDa subunit) (33 kDa
thylakoid membrane protein)
276 gi |131385 35367 5郾 84 14 RLTFDEIQSK
KFCLEP
TSFTVK
VP FLFTIK
GGSTGYDNAVALP
AGGR
91鄄100
135鄄146
135鄄146
248鄄264
马铃薯
Solanum
tuberosum
13 1,5鄄二磷酸核酮糖羧化酶 /加氧
酶大亚基降解片断
Ribulose 1,5鄄bisphosphatecarbox鄄
ylase / oxygenaselarge subunit
78 gi |9909955 49579 6郾 04 7 ASVXFKAGVK
LTYYTPD
YETK
TF
QGPPHGIQVER
1鄄10 14鄄24
139鄄151
扁蒴藤
Reissantia
sp. Prislimera
3摇 讨摇 摇 论
3郾 1摇 干旱胁迫对绣线菊光合能力的影响
植物处于干旱胁迫时气孔被迫关闭,减少了对
CO2 的吸收,叶片光合作用被抑制[12-13],导致光合
能力下降[14-15],植物抗旱力与其干旱胁迫时的光合
能力有较大的相关性,抗旱能力强的种类能保持较
好的光合能力[16] . 不同程度干旱胁迫下,2 种绣线
菊的最大净光合速率、光饱和点、光补偿点均有不同
程度的下降,即干旱胁迫显著影响 2 种绣线菊的光
合作用.光饱和点降低表明绣线菊的光合速率仍能
在较低的能量水平达到最大效率,进行最大幅度光
合作用,以保证绣线菊维系正常的代谢活动[17-19],
提供抵御干旱胁迫需要的物质与能量;光补偿点降
低表明绣线菊在较低的光强下能进行最大幅度的光
合作用,使绣线菊能进行有机物质的积累,满足其生
长代谢的物质能量需要[4,20],上述变化说明干旱胁
迫下绣线菊在光合作用上进行了适应性调整,有助
于绣线菊维持各种生命活动. 干旱胁迫时金山绣线
菊个别瞬时最大光合速率高于华北绣线菊,这可能
是因为金山绣线菊需要增加光合效率才能维持正常
生理活动,而华北绣线菊不需要提高光合效率就能
抵抗干旱胁迫,试验中金山绣线菊光合速率普遍比
华北绣线菊降低得更多,恢复能力比华北绣线菊弱,
光合能力明显弱于华北绣线菊,说明干旱胁迫对金
山绣线菊光合能力影响更为严重,蛋白质的变化也
能说明相同的问题.
3郾 2摇 干旱胁迫对绣线菊差异蛋白表达的影响
放氧增强蛋白因子 1 和 2 是叶绿体光系统 II
(PSII) 中相关放氧复合体的两个亚基(33 kDa sub鄄
unit of oxygen evolving system of photosystem II 和 33
kDa thylakoid membrane protein) [21-22] . 放氧复合体
的功能和光系统 II氧释放有关. 33 kDa 蛋白是保护
光合机构中锰离子稳定性的锰稳定蛋白家族成员
(manganese stabilizingnese protein, MSP) ,这些蛋白
维持 PS II的放氧活力,是氧释放活力的主导因子.
放氧机构易受到各种环境胁迫(包括干旱胁迫)的
影响.对 PSII放氧活力的维持与环境胁迫的关系一
直有深入的研究[23] .当植物受到环境胁迫时会导致
与光合作用相关蛋白的降解,证明植物抵抗逆境的
能力与光合系统的正常功能相关,其中放氧增强蛋
白因子是与光合作用相关蛋白的降解产物[24] .干旱
胁迫时金山绣线菊增强表达上述 2 种蛋白,说明干
旱胁迫使其部分光合蛋白降解,显著影响了金山绣
线菊光合机构蛋白的功能,导致其光合能力严重下
降.绣线菊抗干旱胁迫能力与其胁迫期间的光合能
力有很大相关性,这在研究中未见报道.由于蛋白质
组技术平台的局限性,高等植物蛋白质数据库不够
完善[25-26],试验材料是非模式植物,使蛋白质鉴定
工作受到一定制约[27-29],对其干旱处理的蛋白质组
学研究有待深入探讨和分析.
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作者简介摇 刘慧民,女,1968 年生,教授.主要从事园林植物
生理生态研究. E鄄mail: liuhm0423@ 163. com
责任编辑摇 李凤琴
90028 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 刘慧民等: 干旱胁迫对华北绣线菊和金山绣线菊光合能力的影响摇 摇 摇 摇 摇 摇
0102 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 21 卷