德钦紫花苜蓿高温响应蛋白质组分析及耐热机理研究

紫花苜蓿（Medicago sativa）是优质的豆科牧草，耐热性差限制了在我国南方推广和应用。秋眠级是紫花苜蓿的重要指标，秋眠级越高的紫花苜蓿品种越耐热。德钦紫花苜蓿为低秋眠级（1.2）云南野生栽培种，在干热条件下能正常生长且生产性能优良，但其耐热机理尚不清楚。本项目以低秋眠级不耐热品种阿尔冈金（'Algonguin'）和高秋眠级耐热品种赛迪10（'Sardi10'）为对照，研究高温胁迫下德钦紫花苜蓿（'Deqin'）叶片生理反应和蛋白质的差异表达，对差异蛋白进行质谱鉴定，筛选紫花苜蓿叶片中耐高温胁迫的相关蛋白；利用半定量RT-PCR和Western进行耐高温特异蛋白的分析与验证；分析紫花苜蓿耐热的可能分子机理，阐明秋眠级与耐热关系。研究结果将丰富我国苜蓿资源研究理论，为利用秋眠级指标进行紫花苜蓿的引种和推广提供理论依据。

‘德钦’紫花苜蓿（Medicago sativa L.‘Deqin’）是云南唯一成群落分布的苜蓿资源，分布在金沙江干热河谷地区，低秋眠级（FDR）仅为1.2，对其特异性耐热的分子机理未见研究报道。本项目以‘阿尔冈金’（FDR=2）和‘赛迪10’（FDR=9）盆栽幼苗为对照，研究‘德钦’在高温胁迫下的抗热生理指标、差异蛋白质及编码差异蛋白的mRNA表达量变化，分析‘德钦’紫花苜蓿耐热生理和分子生物学机理。研究结果为：1.种子萌发期和苗期，三个品种的耐热性为：‘赛迪10’>‘德钦’>‘阿尔冈金’。‘赛迪10’为耐热型、‘阿尔冈金’为热敏型、‘德钦’为中间类型。2.‘德钦’响应高温胁迫相对较早，其高水平ABA能维持一定时间；IAA和CTK含量较高；抗氧化酶活性强，能及时清除细胞体内ROS。延缓叶片衰老可能是其耐热性较强的原因之一。3. 利用iTRAQ技术共鉴定到1,727个高温诱导紫花苜蓿差异表达蛋白。‘德钦’的耐热性与其高温胁迫下，逆境蛋白的上调进而保护其光合机构稳定不降解、保证能量和物质代谢的顺利进行以及抗氧化酶维持较高的活性有关。4. qRT-PCR分析和WB验证结果证明iTRAQ分析的有效性。上述结果阐明了‘德钦’紫花苜蓿特异耐热性的分子机理，为该资源的进一步开发和利用提供了理论基础。