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全世界约有30％的土地面积是酸性土壤，占世界可耕地土壤的50％。在酸性土壤中，铝毒被认为是限制农作物产量的主要限制因素之一。针对酸性土壤的铝毒问题，过去多采用施石灰减轻铝对植物的毒害作用，但是长期下去难以取得良好的经济和生态效应。由于不同植物之间以及同种植物不同品种之间的抗铝能力相差很大，因此研究植物的抗铝机制，利用分子生物学的手段提高植物的抗铝性具有越来越重要的理论意义和现实意义。
水稻不仅是重要的粮食作物，而且也是单子叶模式植物，还是最抗铝的作物之一。然而，与小麦、玉米和大麦等其它作物相比，人们对水稻的抗铝机制尚未弄清楚。为了进一步研究水稻的抗铝机制，本研究利用蛋白质组学技术，选用筛选到的抗铝水稻品种——湘糯l号作为实验材料，对水稻铝毒响应蛋白进行分离和鉴定。结果如下：
1．采用双向电泳技术，获得了高质量的水稻根蛋白2-DE凝胶电泳图谱。在银染的2-DE凝胶电泳图谱上可重复检测出1500个左右的蛋白点，其中6个蛋白点明显上调，另外4个蛋白点则明显下调。这些差异点都分布在低分子量的区域并表现出不同的动态变化模式。
2．采用MALDI-TOF／TOF-MS鉴定出10个差异蛋白点。上调的有GlutathioneS-transferase，Cysteinesynthase，Superoxidedismutase[Cu-Zn】，Transposonprotein，Abscisicacid—andstress-inducedprotein，PutativeAvr9／Cf-9rapidlyelicitedprotein141；下调的有Hypotheticalprotein，PutativeWW-domainoxidoreductase，Putativespop，Putative60SribosomalproteinL5。它们可能参与了硫代谢、抗氧化胁迫、离子转运、蛋白质合成与降解、信号转导等代谢过程。
3．用Westem免疫印迹和酶活性测定进一步验证了水稻根半胱氨酸合酶(CS)的蛋白表达和酶活性受铝毒所诱导。酶活性测定时比较了二个抗铝性显著差异的水稻品种湘糯l号(XNl，抗性品种)和湘中籼2号(XX2，敏感品种)。结果发现，在本实验处理时问(36小时)内，处理与否敏感品种湘中籼2号的CS活性还高于抗性品种湘糯l号，但二者的变化趋势显著不同：随着铝胁迫处理时间的延长，抗性品种的CS活性逐渐增加，而敏感品种的CS活性逐渐下降。这种变化趋势可能导致长时间处于铝毒胁迫时抗铝品种中的CS活性会大大高于敏感品种，意味着CS可能在持续性的铝毒胁迫中起到抗铝毒的作用。
4．酶活性测定进一步证实谷胱甘肽巯基转移酶(GST)受铝毒诱导，质谱鉴定结果也显示铜．锌超氧化物歧化酶(Cu-ZnSOD)的表达在铝毒胁迫下诱导提高。因二者均为抗氧化酶，提示抗氧化系统可能参与了水稻铝毒适应过程。