氮素对灌浆期夏玉米叶片蛋白质表达的调控

【目的】在大田生产条件下研究氮素对灌浆期玉米叶片蛋白质表达的调控。【方法】在大田生产条件下，以紧凑耐密型玉米杂交种登海618为试验材料，研究施氮对玉米穗位叶花后净光合速率、硝酸还原酶（NR）活性、超氧化物歧化酶（SOD）活性、过氧化物酶（POD）活性、丙二醛（MDA）含量和可溶性蛋白含量的影响。采用TCA-丙酮沉淀法提取灌浆期（花后20d）两个施氮处理下玉米穗位叶总蛋白质，并用双向凝胶电泳技术（2-DE）分离获得蛋白质图谱。采用ImageMaster一2DE1ite7．0图像分析软件对蛋白质图谱进行比较，确定玉米叶片应答灌浆期施氮处理的差异蛋白点。通过MALDI—TOF／TOFMS质谱分析及NCBInr数据库搜索，对差异表达蛋白质进行鉴定并分析其涉及的生物学功能。【结果】开花后，随生育进程的推进，玉米穗位叶净光合速率、叶绿素含量、NR、SOD和POD活性及可溶性蛋白含量均呈下降趋势，而MDA含量则呈上升趋势。相对于不施氮处理，施氮处理下叶片叶绿素含量、NR、SOD和POD活性及可溶性蛋白含量均显著提高，而MDA含量则显著下降。对灌浆期玉米叶片进行双向电泳及图谱分析，分别在施氮和不施氮条件下检测出1086和1170个蛋白点。通过图像分析软件进行成对匹配分析，共得到29个显著差异蛋白点。经质谱鉴定分析，29个显著差异蛋白点中有25个被成功鉴定，鉴定成功的蛋白中除未知蛋白（蛋白点55）和30s核糖体蛋白（蛋白点1089）外，其余蛋白表达量均在施氮条件下上调。通过搜索NCBInr数据库，差异表达的蛋白主要分为8类，包括13个能量相关蛋白，2个防御相关蛋白，2个蛋白合成相关蛋白，2个蛋白目的和储存相关蛋白，1个细胞生长相关蛋白，1个次级代谢相关蛋白，1个转运相关蛋白和3个未知蛋白。【结论】施氮对灌浆期玉米叶片光合能力、碳代谢能力、防御能力、蛋白合成能力、蛋白目的和储存能力、以及次级代谢能力等均有显著提升作用。