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芦苇具有较强的抗性,可适应多种生境条件并演化出对干旱、盐渍或低温等陆生胁迫环境有较强抗性的不同生态型,是研究自然胁迫条件下植物对逆境抗御能力和适应机理的好材料。本研究采用中国西部巴丹吉林沙漠南缘荒漠地区(河西走廊)生长的两种生态型芦苇(Phragmites communis)——沼泽芦苇和沙丘芦苇作为研究材料,利用差异蛋白质组学方法,分离到24个沙漠逆境条件下亲/疏水性发生变化的芦苇蛋白质。这些蛋白质全部通过MALDI TOF/TOF质谱获得鉴定。研究发现亲/疏水性变化最大的蛋白质是Rubisco。利用分子克隆手段比较了两种生态型芦苇中Rubisco大小亚基的mRNA序列,证明了Rubisco蛋白亲/疏水性的变化不是基因差异所造成的。为进一步阐述植物适应逆境而使蛋白质亲/疏水性发生变化的可能原因提供了依据。本文首先综述了芦苇、蛋白质亲/疏水性和Rubisco蛋白的概况;其次在实验过程中我们进行了叶片结构的观察和凯氏蛋白含量的测定,由此认为两种生态型芦苇叶片结构和凯氏蛋白总量差异不大,这与蛋白提取过程中发现的蛋白亲/疏水性的显著差异形成对比,突出了蛋白亲/疏水性显著差异的特殊性。另外,我们进行了叶绿素含量的测定,发现叶绿素含量同可溶性蛋白一样,在沙丘芦苇中明显减少,而难溶性蛋白含量增加。这说明沙漠逆境造成了叶绿素含量的下降和可溶性蛋白向难溶性蛋白转变。通过分析两种生态型芦苇亲/疏水性蛋白质图谱,我们找出了24个在沙丘芦苇中疏水性明显上调的点,其中有15个是Rubisco。利用分子克隆技术对Rubisco大小亚基的克隆、测序和比较分析发现,两种生态型芦苇Rubisco大小亚基的mRNA序列完全一样。这否定了两种生态型芦苇的Rubisco大亚基基因变异或转录调控引起其亲水性发生巨大改变的可能性。通过对大量相关文献的总结,我们确定了造成这种亲/疏水性差异的两个原因——氨基酸序列和二硫键的改变,这两个改变可能来自于叶绿体内的mRNA编辑和蛋白翻译后修饰。