摘 要

利用对拟南芥、水稻等现有的叶绿体蛋白的提取方法对杨树的叶绿体及其蛋白进行提取和分离，得到相应的电泳图谱。对电泳图谱进行分析，并对杨树叶绿体蛋白质实验数据的整理，根据不同方法所提取到的叶绿体蛋白的含量进行测定，利用蛋白质SDS-PAGE对叶绿体蛋白进行分离，分析电泳图谱，并进行比较，以找出最适合于杨树叶绿体蛋白的提取方法。

关键词：杨树；叶绿体蛋白质；聚丙烯酰胺凝胶电泳

Comparative study of extraction methods

used in poplar chloroplast protein

Abstract

By using the extraction and separation methods of chloroplast protein of poplar and arabidopsis thaliana, we have summarized the methods of poplar, and then we can get the corresponding electrophoretogram. We can get the experimental data after the analyzing of electrophoretic pattern. And we need to determine the content of protein through different methods we have tried, and then SDS-PAGE may separate the protein according to their molecular weight, and then we can get the most suitable method.

Key words: poplar； chloroplast protein,；SDS-PAGE

目 录

1 前 言 1

1.1杨树作为模式植物 1

1.1.1杨属植物生物学特点 1

1.1.2杨树——林木蛋白质组学研究的模式物种 2

1.1.3杨树作为模式植物在蛋白质组研究中的意义 3

1.2叶绿体蛋白质组研究进展 4

1.2.1叶绿体蛋白 4

1.2.2叶绿体蛋白的分离技术 4

1.2.3蛋白质的鉴定技术 5

1.3本论文的意义和目的 6

2材料与方法 7

2.1实验材料 7

2.2实验设计 7

2.2.1叶绿体的提取 7

2.2.2叶绿体蛋白的制备 8

2.3项目测定 8

2.3.1蛋白质含量的测定 8

2.3.2叶绿体蛋白多肽组分的分析 9

3结果分析 12

3.1蛋白质的提取 12

3.2蛋白质含量的测定 13

3.3 叶绿体蛋白多肽分析 14

4结论与讨论 15

致谢 17

参考文献 18

1 前 言

杨属(Popμlus)植物作为林业研究的模式植物，具有优良的实验特性:容易进行种间杂交和无性繁殖；生长迅速，并已建立完善的遗传转化系统；基因组相对较小，约450~550 Mbp,易于进行遗传研究；适应性强，生长速度快，丰产性强。自2002年起，美国能源部与多家研究机构正式启动了杨属植物基因组计划， 随着对杨树基因组测序的完成，杨树具有比拟南芥和水稻这两种初等模式在植物生物学和遗传学研究上的优势。

1.1杨树作为模式植物

在过去的20年里，人们惊讶的发现各种生物体中的生物功能的保守性。例如，那些引起人类疾病的一系列基因与拟南芥的基因组大部分都是同源的。然而，不同物种的表型特征和生理指标表明，单一的模式系统不能反映所有的生物学问题。在植物界，拟南芥常常被用作为初等的模式植物。拟南芥被选作为模式植物，主要是由于以下几个特征：体型小；快速繁殖；世代更新快；基因组小。然而，在其他方面，拟南芥还是不寻常的。作为一个快速繁殖的植物，它的杂合性已经被降到最低。尽管这有利于其生物学功能的研究但是其他的树种有其不同的生殖方式。由于生物的进化，使得植物中的基本特征在拟南芥中已经不是那么明显，尤其是拟南芥作为草本植物与木本植物还是有很大的差别的。

从生理和遗传学角度看，随着世代更替和长时间的生命跨度，木本植物，如杨树与拟南芥虽然同为陆地植物，却有相反的光谱学特征。杨树和拟南芥是在被子植物下的一个分支被发现的。虽然，杨树和拟南芥有很大的关联，但是杨树却比拟南芥作为一个新的模式植物，能为我们在植物生理学方面提供新的研究宽度。

由于基因组学和分子生物学的发展，杨树已经成为这杨属等木本植物和多年生木本植物的模式树种。这将有利于被子植物杨树和拟南芥生物学方面的比较。

1.1.1杨属植物生物学特点

杨树属于被子植物门双子叶植物纲杨柳科杨属，约100多种。杨属植物为落叶树种，它的自然分布主要在北半球的温带及寒带，少数分布于热带非洲。杨树为雌雄异株(罕见雌雄同体)、风媒授粉植物，在早春会产生大量的花粉并借助于风和水进行传播的棉絮状种子。所有的杨树树种具有无性繁殖的能力^[1]。我国原产杨树53种，除热带外，分布几遍全国。从大兴安岭到喜马拉雅山，从武夷山到新疆的阿尔泰山，生长着各种杨树，约在北纬25°~53°，东经800°~134°间，即从寒温带针叶林区到亚热带常绿阔叶林区，从森林草原区到干早荒漠区均可见天然生长的杨树。

依据不同的分类标准，杨属约含22~75个生物种，较公认的约30种^[2]，分为5派:白杨派(Seet.Leuce)、黑杨派(Sect.Aiseiros)、青杨派(Sect.Tacamahaca)、大叶杨派(Sect.Leucoides)和胡杨派(Sect.Turanga)。其中许多种分布广泛，一些种的分布甚至跨越五大洲(如 P.tremutoides和 P.tremμla)，只有少数种的分布受到地理限制分布较窄^[3]。这5个杨树派别我国均有分布。我国正处于世界杨树中心分布区域内，所以我国杨树种类之多，分布之广，是其它国家不可比拟的。

杨属植物因具有以下特性而成为木本植物研究中模式物种的首选(Bradshaw et al.， 2000；Taylo， 2002；Brunner et al. 2004)。(1)基因组构成精简: 单倍体(n=19)约含500(±20) Mbp， 与水稻类似， 仅为拟南芥基因组(120 Mbp)4倍， 较松属(Pinus)植物基因组(20 000 Mbp)小约40倍。(2)物种丰富， 分布广泛: 约30种遍及全球，二倍体植株易于杂交， 有高质量的作图群体。(3)童期短、生长快。(4)遗传转化容易， 再生能力强， 易于无性繁殖。(5)严格的异交树种， 位点组成高度杂合， 已构建较饱和的各种连锁图， 获得大量与目标性状相关的分子标记。另外， 杨属植物研究已拥有包括形态学家、生理学家、生物化学学家、生态学家、遗传学家及分子生物学家的良好学术团队与合作平台。

1.1.2杨树——林木蛋白质组学研究的模式物种

林木植物是大多数生态系统中的主要生命形式，在所有陆地生态系统中具有最大的生物量和生物生产力，因此它具有重要的经济及生态价值。林木植物特有的多年生习性使其生物学研究相对困难，因此需要寻找一种适用于遗传学及分子生物学方法做精细分析的模式植物。

杨属(Popμlus)植物作为林业研究的模式植物，具有优良的实验特性:容易进行种间杂交和无性繁殖；生长迅速，并已建立完善的遗传转化系统；基因组相对较小，约450~550 Mbp，易于进行遗传研究；适应性强，生长速度快，丰产性强。自2002年起，美国能源部与多家研究机构正式启动了杨属植物基因组计划，目前已接近完成。