全球气候变化导致植物赖以生存的环境发生了巨大变化,其中干旱是植物所遭受的所有非生物胁迫中损害效应最大的不利条件,严重影响到植物生长发育、生物产量及分布。荒漠植物沙冬青(Ammopiptanthus)是中国西北方荒漠地区特有的超旱生常绿阔叶灌木,被列为国家重点保护的第一批珍稀濒危物种。沙冬青所处生态环境十分恶劣,并由此形成了对干旱、低温等逆境的很强的抗逆性。本研究采用蛋白质组学研究手段,以蒙古沙冬青[Ammopiptanthusmongolicus(Maxim)Cheng]的根为材料,用 20%PEG6000模拟干旱胁迫,建立沙冬青的2-DE电泳体系,并研究模拟不同干旱条件下沙冬青的蛋白质表达特征。获得的主要研究结果如下:1.通过对植物样品蛋白质提取方法、上样量等技术参数的摸索与优化,建立了适用于蒙古沙冬青根系蛋白质组学研究的双向电泳技术体系:采用24cm,pH4-7线性IPG胶条进行等电聚焦,SDS-PAGE分离采用12.5%聚丙烯酰胺凝胶进行蛋白分离,可以检测到2000个左右的蛋白点。2.使用双向电泳技术分离不同干旱处理条件下的蒙古沙冬青根蛋白,利用Image Master图像分析软件比较不同处理时间凝胶的蛋白表达量发现,有137个蛋白质点发生了显著的差异表达(p<0.05)。经MALDI-TOF/TOF质谱仪鉴定,成功鉴定了 97个干旱响应蛋白。3.根据鉴定的蛋白质功能特点,将其归为10类:自由基清除及抗氧化、蛋白质合成、加工及降解、糖代谢及其他物质代谢、信号转导、细胞凋亡、防御、离子与物质运输、RNA加工和发育相关蛋白等。除了一些已经报道过的干旱相关蛋白,很多未知蛋白也被发现。这些新发现的干旱诱导蛋白为进一步研究沙冬青干旱响应机制提供了基础。4.根据鉴定的蛋白质功能以及所参与的代谢,干旱胁迫可引起蒙古沙冬青根内氧化还原平衡的破坏,氧自由基大量产生,导致蛋白质降解,并抑制蛋白质的合成。同时细胞膜系统受到氧自由基攻击而遭到破坏,信号转导受到影响,进而影响离子跨膜运输,也抑制了根内糖及其他物质代谢。为抵御干旱胁迫,根内某些抗氧化蛋白上调表达以消除活性氧。同时通过表达抗逆相关蛋白,抵御逆境对细胞组分的损伤,并修复遭到破坏的氧化平衡,从而提高了蒙古沙冬青的抗旱性。