摘要
为明确与蛋白质合成，分解相关的外源调节对转Bt基因棉杀虫蛋白表达量的影响及原因，以Bt棉常规种泗抗1号(SK-1)和杂交种泗抗3号（SK-3）为材料，2019-2020年于扬州大学遗传生理重点实验室生殖器官应用蛋白质分解促进剂Mg2+和Ca2+、蛋白质分解抑制剂乙二胺四乙酸(EDTA)、丝氨酸蛋白酶抑制剂(PMSF)和亮抑蛋白肽酶(Leupeptin);叶片应用蛋白质合成促进剂氨基酸，蕾铃应用蛋白质分解抑制剂EDTA;叶片和蕾铃都应用促进蛋白质合成促进剂氨基酸，探讨蛋白质合成与分解的调节对Bt棉杀虫蛋白含量的影响及相关生理机制。结果如下: 1、蛋白质分解促进剂Mg2+和Ca2+应用提高了生殖器官对位叶的Bt蛋白含量，尤其以Mg2+和Ca2+的联合应用对生殖器官对位叶Bt蛋白含量提高效应最大，SK-1和SK-3的棉蕾对位叶Bt蛋白含量分别比对照高12.10％～12.89％和5.84％～11.62％;SK-1和SK-3当日花对位叶Bt蛋白含量分别比对照高15.15％和11.02％;SK-1和SK-3棉铃对位叶Bt蛋白含量分别比对照高27.71％～32.23％和10.73％～17.30％。 2、EDTA、PMSF、Leupeptin的应用，降低了生殖器官对位叶Bt蛋白含量，尤其以3个调节剂两两联合应用降低的效应更加明显。SK-1和SK-3棉蕾对位叶Bt蛋白含量分别比对照低2.31％～12.80％和4.57％～16.88％;SK-1和SK-3当日花对位叶Bt蛋白含量分别比对照低5.79％～10.41％和5.69％～12.65％;SK-1和SK-3棉铃对位叶Bt蛋白含量分别比对照低4.23％～25.42％和2.67％～17.52％。 3、叶片蛋白质合成增强，生殖器官蛋白质合成增强、降解减弱的协同调节，提高了叶片与生殖器官中Bt蛋白的表达量。叶片与生殖器官蛋白质合成都增强处理下，SK-1和SK-3棉蕾Bt蛋白含量分别比对照高8.85％～16.97％和14.12％～19.18％;SK-1和SK-3棉蕾对位叶Bt蛋白含量分别比对照高9.77％～12.84％和9.77％～14.36％;SK-1和SK-3铃壳Bt蛋白含量分别比对照高50.84％～105.46％和48.89％～100.05％;SK-1和SK-3纤维Bt蛋白含量分别比对照高25.90％～50.41％和40.01％～65.30％;SK-1和SK-3棉籽Bt蛋白含量分别比对照高25.71％～35.99％和32.81％～40.63％;SK-1和SK-3棉铃对位叶Bt蛋白含量分别比对照高8.86％～18.95％和15.45％～21.71％。 4、生殖器官应用蛋白质分解促进剂下，对位叶Bt蛋白含量和可溶性蛋白含量增加，游离氨基酸含量、蛋白质合成关键酶(GPT、GOT、GS、GOGAT)、蛋白质分解关键酶（蛋白酶和肽酶活性下降）。相关分析进一步表明，叶片可溶性蛋白含量与Bt蛋白的含量呈极显著水平正相关，相反，游离氨基酸含量与Bt蛋白含量呈显著以上水平负相关;GOT、GS、GOGAT、GPT、蛋白酶和肽酶活性与Bt蛋白含量呈显著以上水平负相关。说明生殖器官蛋白质分解能力增强导致对位叶蛋白质分解能力下降，从而引起叶片Bt蛋白含量的提高。 生殖器官应用蛋白质分解抑制剂条件下，对位叶Bt蛋白含量降低，可溶性蛋白含量下降，游离氨基酸含量、GPT、GOT、GS、GOGAT活性、蛋白酶和肽酶活性上升。相关分析进一步表明，叶片可溶性蛋白含量与Bt蛋白含量呈极显著水平正相关，游离氨基酸含量与Bt蛋白含量则呈显著以上水平负相关;GOT、GPT、GS、GOGAT、蛋白酶和肽酶与Bt蛋白含量呈显著以上水平负相关。说明生殖器官蛋白质分解能力下降导致对位叶蛋白质分解能力增强，从而导致叶片Bt蛋白含量的下降。 叶片蛋白质合成增强与生殖器官蛋白质合成增强/分解抑制协同调节下，蕾铃及对位叶Bt蛋白的含量都增加，可溶性蛋白含量和游离氨基酸含量增加、GPT、GOT、GS和GOGAT活性提高，蛋白酶和肽酶活性下降。相关分析进一步表明，蕾铃及对位叶可溶性蛋白含量、游离氨基酸含量、GOT、GS、GPT、GOGAT活性与Bt蛋白含量呈显著以上水平正相关;与蛋白酶和肽酶呈极显著水平负相关。表明叶片蛋白质合成增强与生殖器官蛋白质合成增强/分解抑制协同调节下蛋白质合成能力增强、分解能力下降是蕾铃及对位叶Bt蛋白含量提高的主要生理原因。因此，在增强叶片蛋白质合成能力的同时，增强生殖器官蛋白质合成能力和降低蛋白质分解能力，对于提高Bt棉整株抗虫性具有重要意义。
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