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本研究首次通过蛋白质组学技术揭示了植物生长调节剂甲哌鎓(Mepiquat Chloride, MC)增强大豆抗旱性的分子机制。关键发现包括:
MC预处理显著降低氧化损伤标志物MDA含量(HN44降低22.75%,HN65降低21.54%)
激活谷胱甘肽-抗坏血酸(GSH-ASA)循环,提升抗氧化能力
促进卡尔文循环,维持干旱条件下的碳同化效率
通过抑制核糖体蛋白合成,重分配氨基酸用于次级代谢
两个大豆品种(HN44和HN65)响应MC的机制存在显著差异
1题目
文章题目:Mechanism of Mepiquat Chloride Regulating Soybean Response to Drought Stress Revealed by Proteomics
发文单位:东北农业大学农学院、黑龙江农业工程职业学院
2杂志Plants;二区IF=4分
3链接
Dong, S.; Wang, X.; Li, X.;Tian, Y.; Zhou, X.; Qu, Z.; Wang, X.;Liu, L. Mechanism of Mepiquat Chloride Regulating Soybean Response to Drought Stress Revealed by Proteomics. Plants 2023, 12, 2037.
https://doi.org/10.3390/plants12102037
4检测指标
Norminkoda提供生化试剂盒:
超氧化物歧化酶(SOD)活性检测试剂盒(货号NM-W-0101)
抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性检测试剂盒(货号NM-W-0404)
5主要内容
5.1 实验设计
材料: 东北主栽大豆品种"黑农44"(HN44)和"黑农65"(HN65)
处理:
对照组(S0):15% PEG-6000模拟干旱
MC组(S100):100 mg/L MC叶面喷施3天后+PEG处理
分析方法: TMT标记定量蛋白质组学(Orbitrap Exploris 480质谱仪),检测9155种蛋白质.
5.2 抗氧化系统激活
GSH-ASA循环增强:
HN44中谷胱甘肽还原酶(GR)和过氧化物酶(GPX)上调
HN65中脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)和APX活性显著提高15.34%
ASA含量在HN44中增加269.96%
5.3 碳代谢重编程
卡尔文循环关键酶上调:甘油醛-3-磷酸脱氢酶(GAPD)和磷酸甘油酸激酶(PGK)丰度增加,可溶性糖含量提升8.41%
糖异生途径激活: 丙酮酸磷酸双激酶和PEP羧激酶表达增强
5.4 品种特异性响应
指标 | HN44响应 | HN65响应 |
抗氧化途径 | GST-tau/phi型上调 | DHAR/lambda型GST上调 |
光合作用 | ATP合成酶增加 | 质体蓝素蛋白上调 |
激素调控 | 无显著变化 | ABA合成酶(CCD4)下调 |
6总结
6.1 主要结论
双重保护机制: MC通过增强GSH-ASA循环缓解氧化损伤,同时维持卡尔文循环保障碳同化
资源再分配策略: 抑制核糖体蛋白合成(31种蛋白下调),将氨基酸导向次级代谢途径
品种差异: HN44依赖碳代谢调节,HN65通过ABA信号通路适应干旱
6.2 应用前景
精准农业: 根据品种特性定制MC施用方案
抗旱育种: 以GST和APX为分子标记筛选抗旱种质
药剂开发: 基于MC结构优化新型植物生长调节剂
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