Key message

Our results from iTRAQ-based proteomics extend the understanding of the mechanisms employed by AMF to defend against drought stress in blueberry.

Abstract

Arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) can substantially contribute to plant drought tolerance. In this work, south highbush blueberry (Vaccinium corymbosum) ‘O’Neal’ cultivated with or without Funneliformis mosseae inoculation under well-watered or drought-stressed conditions were evaluated through an isobaric tag for relative and absolute quantitation (iTRAQ)-based proteomics approach. In total, 3078 proteins and 501 differentially abundant proteins (DAPs) were identified, including 127, 30, 236, and 108 DAPs in drought-stressed plants vs well-watered, drought-stressed plants with AMF inoculation vs well-watered plants with AMF inoculation, AMF-inoculated well-watered plants vs non-inoculated well-watered plants, and AMF-inoculated plants under drought stress vs non-inoculated plants under drought stress paired comparisons, respectively. Relative to non-inoculated plants, AMF-inoculated plants under drought stress maintained a greater abundance of DAPs involved in amino acid metabolism, antioxidant system, signal transduction, and photosynthesis including carbon fixation in photosynthetic organisms, porphyrin and chlorophyll metabolism, and carotenoid biosynthesis. Physiological analyses revealed that AMF-inoculated plants exhibited a greater photosynthetic capacity than non-inoculated plants under drought stress, mainly through non-stomatal factors such as enhancements of the efficiency of excitation energy capture by chloroplasts and the photochemical capacity of photosystems. Thus, the findings could explain the AMF-induced physiological effects associated with drought tolerance. Studies on the proteomic responses specific to AMF in drought-stressed plants will help to clarify how mycorrhization elicits improved plant growth and stress tolerance responses.

中文翻译：

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基于iTRAQ的蛋白质组学分析揭示了丛枝菌根真菌接种对蓝莓光合作用和耐旱性的积极影响

关键信息

我们基于iTRAQ的蛋白质组学研究结果扩展了对AMF防御蓝莓干旱压力的机制的理解。

抽象

丛枝菌根真菌（AMF）可以大大促进植物的耐旱性。在这项工作中，南高灌木蓝莓（Vaccinium corymbosum）'O'Neal'种植有或没有Funneliformis mosseae通过基于等量和绝对定量（iTRAQ）的蛋白质组学方法，通过同量异位标签评估在水分充足或干旱胁迫条件下的接种情况。总共鉴定出3078种蛋白质和501种差异丰富的蛋白质（DAP），包括干旱胁迫植物与接种AMF的水分充足，干旱胁迫植物与AMF水分充足的植物的127、30、236和108 DAP。接种后，分别将AMF接种的水分充足的植物与未接种的水分充足的植物以及干旱胁迫下的AMF接种的植物与干旱胁迫下的未接种的植物进行配对比较。相对于未接种的植物，在干旱胁迫下接种过AMF的植物保持了更多的DAP，这些DAP参与氨基酸代谢，抗氧化剂系统，信号转导，光合作用包括光合作用生物中的碳固定，卟啉和叶绿素代谢以及类胡萝卜素的生物合成。生理分析表明，在干旱胁迫下，接种AMF的植物比未接种的植物表现出更大的光合作用能力，这主要是由于非气孔因素，例如提高了叶绿体捕获激发能的效率和光系统的光化学能力。因此，这些发现可以解释AMF诱导的与耐旱性相关的生理效应。对干旱胁迫植物中AMF特有的蛋白质组学反应的研究将有助于阐明菌根菌素如何引发改善的植物生长和胁迫耐受性反应。生理分析表明，在干旱胁迫下，接种AMF的植物比未接种的植物表现出更大的光合作用能力，这主要是由于非气孔因素，例如提高了叶绿体捕获激发能的效率和光系统的光化学能力。因此，这些发现可以解释AMF诱导的与耐旱性相关的生理效应。对干旱胁迫植物中AMF特有的蛋白质组学反应的研究将有助于阐明菌根菌素如何引发改善的植物生长和胁迫耐受性反应。生理分析表明，在干旱胁迫下，接种AMF的植物比未接种的植物表现出更大的光合作用能力，这主要是由于非气孔因素，例如提高了叶绿体捕获激发能的效率和光系统的光化学能力。因此，这些发现可以解释AMF诱导的与耐旱性相关的生理效应。对干旱胁迫植物中AMF特有的蛋白质组学反应的研究将有助于阐明菌根菌素如何引发改善的植物生长和胁迫耐受性反应。主要通过非口腔因素，例如提高叶绿体捕获激发能的效率和光系统的光化学能力。因此，这些发现可以解释AMF诱导的与耐旱性相关的生理效应。对干旱胁迫植物中AMF特有的蛋白质组学反应的研究将有助于阐明菌根如何引发改善的植物生长和胁迫耐受性反应。主要通过非口腔因素，例如提高叶绿体捕获激发能的效率和光系统的光化学能力。因此，这些发现可以解释AMF诱导的与耐旱性相关的生理效应。对干旱胁迫植物中AMF特有的蛋白质组学反应的研究将有助于阐明菌根菌素如何引发改善的植物生长和胁迫耐受性反应。