Одноклеточная биология

Абстрактный

Идентификация протеомов, индуцированных нагреванием, в микроспорах томатов с использованием LCM-протеомного анализа

Ли Х., Чжу И., Рангу М., У Х., Бхатти С., Чжоу С., Ян И., Фиш Т. и Таннхаузер Т.В.

Развитие пыльцы очень чувствительно к тепловому стрессу (HS), а производство нежизнеспособной пыльцы приводит к снижению завязывания семян и плодов у растений. Это исследование было проведено для выявления HS-индуцированных белков пыльцы и связанных с ними биологических процессов в томате (Solanum lycopersicum). Растения томата 'Micro-Tom' инкубировались при 32°C//22°C (день/ночь, 12/12 ч) в течение двух недель для тепловой обработки, а необработанные контрольные растения инкубировались в течение того же периода времени при 25°C/22°C. Было подтверждено, что цветочные почки длиной 5 мм содержат чувствительные к теплу одноядерные микроспоры. Клетки пыльцы собирали с помощью лазерной захватной микродиссекции (LCM), а белок извлекали с помощью одноэтапного метода под высоким давлением и вакуумом. Примерно 60 000 клеток микроспор, собранных с помощью LCM, дали около 18-20 мкг белков. Протеомный анализ тандемных массовых меток (TMT) выявил в общей сложности 6018 белков, 4784 белка были количественно определены, 37 белков были идентифицированы как HS-активированные существенно измененные белки (SCP), и 83 белка как HS-активированные (dn)-регулируемые SCP. Дальнейший анализ с использованием системы MetGenMap растений показал, что HS-активированные SCP были обогащены в биологических процессах акклиматизации к теплу, формирования стенки пыльцы, фолдинга/рефолдинга генов онтологии (GO), а HS-dn-регулируемые SCP были помещены в термины GO катаболизма углеводов и биосинтеза белка de-novo. Биологические процессы, такие как митоз, устойчивость к окислительным стрессам и процессы метаболизма углеводов и липидов, содержат как HS-активированные, так и dn-регулируемые SCP. Эти результаты показывают, что рабочий процесс протеомики LCM-TMT является высокоэффективным в идентификации HS-индуцированных протеомов пыльцы. Эти SCP, индуцированные HS, будут использоваться для исследования устойчивости пыльцы томатов к жаре. Данные протеомики доступны через ProteomeXchange с идентификатором PXD010218.