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随着全球气候变暖，旱灾频繁发生，干旱已成为全球农业减产的主要原因之一。棉花是我国最主要的经济作物之一，其产区多为干旱或半干旱地区，干旱严重影响我国的棉花生产。蛋白质是生命活动的最终执行者，蛋白质组学研究越来越受到关注，各作物已相继开展蛋白质组学研究，采用蛋白质组学方法分析、鉴定干旱胁迫蛋白，研究植物抗旱机制，但棉花干旱胁迫蛋白研究未见报道，棉花响应干旱胁迫的机制尚不清楚。本论文首先以棉花四大栽培种的16份种质材料，研究干旱胁迫下叶片蛋白组分的变化，再选择有代表性的2份材料进行叶片干旱胁迫蛋白质组学研究。第一开展了棉花四大栽培种干旱胁迫下的蛋白组分的研究，选用抗旱和不抗旱材料16份，以棉花三叶期真叶为样品，在优化棉花叶片蛋白组分提取方法的基础上，测定对照（正常供水）、短期干旱（连续干旱48h、土壤含水量5%左右）和长期干旱（连续干旱72h、土壤含水量3%左右）时叶片清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白含量。结果表明：棉花叶片各蛋白组分含量差异较大，谷蛋白含量最高，清蛋白、球蛋白和醇溶蛋白含量较低；不同棉花栽培种叶片蛋白组分含量差异较大，四倍体棉叶片总蛋白含量较高，清蛋白和谷蛋白含量高于二倍体棉，而二倍体棉叶片球蛋白和醇溶蛋白含量较高；干旱胁迫下，棉花叶片清蛋白和球蛋白含量升高、醇溶蛋白含量先降低在升高，谷蛋白含量降低，不同栽培种、不同抗旱水平的品种蛋白组分的变化不同，表现出蛋白质代谢的多样性。第二开展了陆地棉叶片干旱胁迫蛋白质组学研究，以抗旱品种中H177和不抗旱品种中s9612为材料，在三叶期设置正常供水与干旱胁迫比较试验，运用双向电泳结合质谱分析棉花在干旱胁迫和正常供水条件下叶片蛋白质组差异变化。结果表明：中H177干旱胁迫下出现29个差异表达蛋白质点，15个表达上调，10个表达下调，新出现的蛋白质点1个，消失的蛋白质点，3个；中s9612干旱胁迫下出现49个差异表达蛋白质点，31个表达上调，13个表达下调，新出现蛋白质点4个，消失的蛋白质点1个；两个材料干旱胁迫下蛋白表达差异较大。通过MALDI-TOF-TOFMS分析和数据库检索，鉴定出43个差异表达蛋白，功能分类分析表明，干旱胁迫蛋白参与光合作用、代谢相关、抗逆相关蛋白、与物质运输相关。通过以上分析，初步发现干旱胁迫下棉花叶片蛋白质变化，主要是清蛋白、球蛋白和醇溶蛋白含量的变化造成的，并且抗旱材料比不抗旱的蛋白质组分变化较大。干旱胁迫蛋白中Rubisco酶和ATP合成酶类在抗旱材料和不抗旱材料表达差异较大，初步认为可作为筛选抗旱种质的蛋白标记。这些研究增加了对棉花响应干旱胁迫机制的认识和理解，为克隆部分干旱胁迫相关蛋白的基因提供依据，对于今后培育抗旱棉花新品系具有重大意义。