全 文 ：核农 学报
八‘ 之一 己 理
小麦热激蛋白的诱导合成
李晓芝 周人纲 樊志和 王 占武 韩 炜
河北省农林科学院农业物理生理生化研究所 石家庄
用 ’ 一 蛋氛酸作标记物 , 研 究 了小 麦幼 苗 中热激蛋 白 的诱 导合成 。 发现
℃为小 麦幼 苗 的最 佳诱导温度 , 在该温度 下 可 产生十 几 种 , 其中分子
量为 、 、 、 一 的 最为明显 。 , 处理 , 的堂达到 高峰 。 若
将幼 苗由 ℃转入 ℃ 对照 , 诱导产生的 迅速 消失 。 的产生有助于 小
麦幼 苗获得衬热性 , 以抵御致死温度的伤 害 。
关越词 小 麦 热激蛋 白 衬 热性 一蛋氛酸
前 言
小麦是我国北方地区栽培的主要粮食作物 , 北方麦区常遇到的主要气象灾害之一为干热
风 , 高温是干热风的重要因素 , 是伤害小麦的主导因子 。 因此 , 研究小麦高温锻炼及高温伤害的
机制 , 将有助于寻找有效的抗高温栽培措施及选育耐热品种 。
年 在经高温处理的烟草髓部细胞提取物中 , 发现了热激蛋 白 〕, 至
今 , 人们已将研究扩展到玉米 、大豆 、水稻 、 棉花等作物 , 发现 合成是高等植物处于高于
正常生长温度环境中所表现出的一种普遍生物现象 , 但对 的功能还不十分清楚 。 本文利
用 ’ 一蛋氨酸作为标记物 , 研究小麦 的诱导合成及其与幼苗耐热性获得之间的关系 。
材 料 与 方 法
供试材料 小麦品种 一 由河北农科院理化所小麦育种室提供 , 吸涨后置于铺有两
层滤纸的塑料盒中 , ℃暗培养 得到黄化苗 。
体内标记和蛋白质提取 剪下 幼芽 约 个 , 用培养介质 蔗糖 , 磷
酸钾缓冲液 , 洗去切 口表面渗出物 , 切 口朝下排列于装有 培养介质的小试管中 ,
以 产 的浓度加入 ’ 一蛋氨酸 中国医科院放射医学研究所 , 分别在 、 、 、 、 ℃
下标记
。 标记完毕 , 用冲洗介质 蔗糖 , 磷酸钾缓冲液 , , 蛋氨
酸 洗去表面的放射性物质 。 标记后的芽按 八 加提取液 一 缓冲液 ,
, 琉 基 乙 醇 , 匀浆 , 两层 纱 布过 滤 , 用 一 型 台式离 心 机
离心 , 上清液加等体积样 品缓冲液 一 缓冲液 , ,
此文于 年 月 日收到 。
农业部北京农业大学植物生理生化开放实验室资助项 目
核农 学报
八‘ 之一 己 理
小麦热激蛋白的诱导合成
李晓芝 周人纲 樊志和 王 占武 韩 炜
河北省农林科学院农业物理生理生化研究所 石家庄
用 ’ 一 蛋氛酸作标记物 , 研 究 了小 麦幼 苗 中热激蛋 白 的诱 导合成 。 发现
℃为小 麦幼 苗 的最 佳诱导温度 , 在该温度 下 可 产生十 几 种 , 其中分子
量为 、 、 、 一 的 最为明显 。 , 处理 , 的堂达到 高峰 。 若
将幼 苗由 ℃转入 ℃ 对照 , 诱导产生的 迅速 消失 。 的产生有助于 小
麦幼 苗获得衬热性 , 以抵御致死温度的伤 害 。
关越词 小 麦 热激蛋 白 衬 热性 一蛋氛酸
前 言
小麦是我国北方地区栽培的主要粮食作物 , 北方麦区常遇到的主要气象灾害之一为干热
风 , 高温是干热风的重要因素 , 是伤害小麦的主导因子 。 因此 , 研究小麦高温锻炼及高温伤害的
机制 , 将有助于寻找有效的抗高温栽培措施及选育耐热品种 。
年 在经高温处理的烟草髓部细胞提取物中 , 发现了热激蛋 白 〕, 至
今 , 人们已将研究扩展到玉米 、大豆 、水稻 、 棉花等作物 , 发现 合成是高等植物处于高于
正常生长温度环境中所表现出的一种普遍生物现象 , 但对 的功能还不十分清楚 。 本文利
用 ’ 一蛋氨酸作为标记物 , 研究小麦 的诱导合成及其与幼苗耐热性获得之间的关系 。
材 料 与 方 法
供试材料 小麦品种 一 由河北农科院理化所小麦育种室提供 , 吸涨后置于铺有两
层滤纸的塑料盒中 , ℃暗培养 得到黄化苗 。
体内标记和蛋白质提取 剪下 幼芽 约 个 , 用培养介质 蔗糖 , 磷
酸钾缓冲液 , 洗去切 口表面渗出物 , 切 口朝下排列于装有 培养介质的小试管中 ,
以 产 的浓度加入 ’ 一蛋氨酸 中国医科院放射医学研究所 , 分别在 、 、 、 、 ℃
下标记
。 标记完毕 , 用冲洗介质 蔗糖 , 磷酸钾缓冲液 , , 蛋氨
酸 洗去表面的放射性物质 。 标记后的芽按 八 加提取液 一 缓冲液 ,
, 琉 基 乙 醇 , 匀浆 , 两层 纱 布过 滤 , 用 一 型 台式离 心 机
离心 , 上清液加等体积样 品缓冲液 一 缓冲液 , ,
此文于 年 月 日收到 。
农业部北京农业大学植物生理生化开放实验室资助项 目
小麦热激蛋白的诱导合成
将小麦幼苗分别在 ℃处理不同时间 , 结果 图版 表明 , 诱导产生 的速度是很快
的 , 已达较高浓度 , 随诱导时间的延长 , 的浓度不断增加 , 达到高峰 , 以后随时间继
续延长 , 的量反而下降 , 即 的合成受到抑制 。 出现这种情况 , 可能是植物本身的一
种自动调节作用 , 当 在植物体内积累达到一定的水平时 , 本身就抑制 的产生 。
由图 可 知 , 经 ℃处理 的幼苗 在 ℃恢复 , 明显 减 少 , 已基 本 检 测 不 到
。即随着外界高涅条件的解除 , 的合成减弱 , 幼苗慢慢恢复到正常蛋白质合成模式 。
三 。 合成与幼艺获得粼热性的关系
将小麦幼苗分别在 ℃处理 。、 、 、 , 转人 “ 致死 ”温度 ℃标记 , 再测定 ’‘ 一蛋氨酸掺
入蛋 白质的量 。结果 图 表 明 , 从 ℃直接转入 ℃ , 幼苗 ’ 一蛋氨酸掺入量较低 , 蛋 白质合
成受到抑制 。 而 ℃处理的幼苗 , 其 ” 一蛋氨酸的掺入量明显增加 , 且随处理时间延长 , 掺入量
增加 , 即 ℃处理增强 了幼苗在 ℃下的蛋 白质合成 。 这与诱导热激蛋 白产 生的趋 势一致 ,
℃处理在诱导合成大量 的同时 , 也提高了幼苗对致死温度的耐受性 。
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巨
℃下 ‘ 一蛋氨酸掺入蛋白质
的数量随 ℃处理时间的变化
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℃
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图 所示的幼苗生长情况可以更直观地显示 出 ℃处理的效果 。 由 ℃直接转入 ℃处理
的幼苗 , 在 ℃恢复 后 , 苗高与处理前相差不多 , 说明生长受到抑制 而经 ℃处理不
同时间再转入 ℃的幼苗 , 恢复 后苗生长虽然也受到了影响 , 但与对照相 比还 比较接近 ,
特别是 ℃处理 的结果 , 与对照相差更小 。说明 ℃处理明显提高了小麦幼苗的耐热性 , 减
轻了幼苗在 ℃这一“致死 ”温度下的伤害程度 因此 , 可认为 ℃下诱导 的合成有助于
小麦幼苗获得耐热性 , 以抵御致死温度的伤害 , 使其在致死温度下能更好地存活 在一定的时
间范围内 , 随着诱导时间的增加 , 合成 的量也不断增加 , 作物的耐热性也随之提高
。
至于 如何提高植物耐热性 , 一般认为主要与它们在细胞内的选择定位有关川 , 特别
是 一 在高沮胁迫时可能与不同的细胞器相结合 , 从而保持细胞内环境的稳定 , 使植
株少受或不受致死温度的伤害 。我们曾用耐热性不同的小麦品种进行了苗期耐热性测定 , 发现
实验结果与大田观察结果一致图 , 即苗期经适当高温锻炼后表现出高耐热性的品种 , 在 田间灌
浆期遇干热风伤害仍能获得较高产量 , 而热敏感品种则明显减产 。 因此 , 我们认为可以根据本
实验对大量的育种后代进行苗期筛选 , 使抗热品种的选育更加简便 。
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二
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℃生长时间 ‘ ℃
图 ℃热锻炼对小麦幼苗耐热性的影响
,
℃生长 的苗 株为一 组 , 先在 ℃锻炼不 同
时 间 , 再于 ℃热 激 , ℃恢 复生 长 , 每 测 苗
高 , 取 株的平均值
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参 考 文 献
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周人纲等
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植物热激蛋白 ·植物抗性生理研 究 , 赵可夫主编 , 济南 山弃科学技术出版社
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周人纲等
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高温锻炼对小麦细胞膜热稳定性的影响 华北农学报 , , 一
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