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分子植物育种
(
网络版
)
Fenzi Zhiwu Yuzhong (Online)
1099
经济作物
，
其种植面积居经济作物之首
(
宋贵方等
,
2011)
。干旱严重影响棉花生长发育和产量，每年因
旱灾减产的棉花占总量的
30%
以上，旱灾面积达
6.70×10
6
hm
2
，特别是在棉花的主产区新疆，干旱是
限制棉花产量的主要因素
(
张玲等
, 2008)
。目前，研
究者在生理、生化以及转录水平针对植物的抗旱调
控机制开展研究，随着功能基因组学的深入，许多
抗旱相关的基因也被克隆并进行了功能分析。蛋白
质是生命活动的执行者，人们对植物蛋白质组学研
究的日益重视，但是对于植物在干旱胁迫下的蛋白
质组分研究还相对较少。李妮亚等
(1998)
研究发现
干旱引起小麦幼芽蛋白质组分及含量变化，主要集
中在分子量为
20~48 kD
、等电点
5.34~5.65
的蛋白。
陈明涛等
(2010)
研究发现刺槐根尖可溶性蛋白含量
在短期中度干旱和长期重度干旱下显著减少
,
而在
中长期中度干旱和短期重度干旱下显著增加；侧柏
根尖可溶性蛋白含量在短期中度干旱和重度干旱
下显著增加，长期中度干旱和中长期重度干旱下减
少；随着胁迫程度加重和处理时间的延长，油松根
尖可溶性蛋白含量总体增加，而沙棘则减少。
Salekdeh
等
(2002)
研究了两个水稻品种在干旱胁迫
以及复水后的蛋白质组分变化，得到
1 000
多个蛋
白点，结果发现有
42
个蛋白点的丰富度在干旱胁
迫下发生明显变化。蛋白质按在不同溶剂中的溶解
性进行系统分类并命名，即清蛋白
(
溶于水
)
、球蛋
白
(
溶于稀盐
)
、醇溶蛋白
(
溶于乙醇
)
和谷蛋白
(
溶于
稀酸或稀碱
)(Bean
et al.,
1998)
。不同品种蚕豆子的贮
藏蛋白组分具有一定的差异，表现出一定的多态
性；干旱能促进小麦清蛋白和球蛋白含量在灌浆初
期的积累，但至灌浆末期蛋白含量降低
(
石建斌等
,
2012;
许振柱等
, 2003)
。徐燕
(2007)
研究
4
种植物高
温胁迫下叶片蛋白组分变化，发现清蛋白含量升
高，而醇溶蛋白含量升高更显著。然而有关干旱胁
迫下棉花叶片蛋白质组分含量的变化少见报道。
棉花在分类上属于双子叶植物
(
Dieotyledons
)
、
锦葵科
(
Malvaceae
)
、棉属
(
Gossypium
)
，是一种重要
的天然纤维植物，棉属有四大栽培种，其中亚洲棉
(
G.arboreum
)
和草棉
(
G.herbaceum
)
为异源二倍体棉
种，陆地棉
(
G.hirsutum
)
和海岛棉
(
G.barbadense
)
为四
倍体棉种
(
潘家驹
, 1998,
中国农业出版社
,
pp.1-11)
。陆地棉高产、优质，海岛棉纤维性状优良，
草棉极早熟，亚洲棉抗逆性好，棉属四大栽培种是
棉花遗传育种的最重要种质资源。本试验以棉花三
叶期真叶为样品，优化了棉花叶片蛋白组分提取方
法，测定了棉花四大栽培种
16
份材料叶片蛋白组
分含量，分析发现棉花叶片蛋白组分含量差异显
著，干旱胁迫下棉花叶片蛋白组分含量会发生相应
变化，不同栽培种、不同抗旱水平的品种蛋白组分
的变化不同。本研究旨在从蛋白组分的角度探讨棉
花种质的遗传多样性，揭示干旱胁迫下各组分蛋白
含量变化与抗旱性的关系。
1
结果与分析
1.1
棉花四个栽培种叶片蛋白组分含量比较分析
利用优化的蛋白组分提取方法对棉花四个栽
培种叶片中的四种蛋白组分分别提取，并进行比较
(
表
1)
，分析表明：棉花四个栽培种叶片总蛋白含量
无显著差异，而同一栽培种中的各蛋白组分含量存
在显著差异。其中，谷蛋白在四种蛋白组分中含量
最高，含量均大于
24
mg/g
；清蛋白、醇溶蛋白和
球蛋白含量较低，含量均小于
7 mg/g
。同一蛋白组
分在不同栽培种中的含量存在显著差异。清蛋白和
谷蛋白在四倍体棉花
(
陆地棉和海岛棉
)
中的含量显
表
1
正常浇水棉花叶片组分蛋白含量
(mg/g)
多重比较
Table 1 Multi- comparison results of protein composition content (mg/g) of variety factors
栽培种
Cultivar
清蛋白
Albumin
球蛋白
Globin
醇溶蛋白
Prolamin
谷蛋白
Glutenin
合计
Summation
陆地棉
G.hirsutum
4.43a
2.81b
4.84b
30.54a
42.62a
海岛棉
G.barbadense
5.02a
2.80b
5.75a
31.72a
45.30a
亚洲棉
G.arboreum
2.36b
6.51a
5.81a
25.73b
40.45a
草棉
G.herbaceum
1.67c
5.29a
6.28a
24.35b
37.51a
注
:
各组数值不同小写字母表示组间差异达
0.05
显著水平
Note: Different letters after constant value indicate significant difference among cultivar types at P<0.05