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Comparative analysis of maca (Lepidium meyenii) proteome profiles reveals insights into response mechanisms of herbal plants to high-temperature stress.
BMC Plant Biology ( IF 5.3 ) Pub Date : 2020-09-16 , DOI: 10.1186/s12870-020-02645-4 Zhan Qi Wang 1 , Qi Ming Zhao 2 , Xueting Zhong 1 , Li Xiao 1 , Li Xuan Ma 3 , Chou Fei Wu 1 , Zhongshan Zhang 1 , Li Qin Zhang 1, 4 , Yang Tian 3 , Wei Fan 2
BMC Plant Biology ( IF 5.3 ) Pub Date : 2020-09-16 , DOI: 10.1186/s12870-020-02645-4 Zhan Qi Wang 1 , Qi Ming Zhao 2 , Xueting Zhong 1 , Li Xiao 1 , Li Xuan Ma 3 , Chou Fei Wu 1 , Zhongshan Zhang 1 , Li Qin Zhang 1, 4 , Yang Tian 3 , Wei Fan 2
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High-temperature stress (HTS) is one of the main environmental stresses that limit plant growth and crop production in agricultural systems. Maca (Lepidium meyenii) is an important high-altitude herbaceous plant adapted to a wide range of environmental stimuli such as cold, strong wind and UV-B exposure. However, it is an extremely HTS-sensitive plant species. Thus far, there is limited information about gene/protein regulation and signaling pathways related to the heat stress responses in maca. In this study, proteome profiles of maca seedlings exposed to HTS for 12 h were investigated using a tandem mass tag (TMT)-based proteomic approach. In total, 6966 proteins were identified, of which 300 showed significant alterations in expression following HTS. Bioinformatics analyses indicated that protein processing in endoplasmic reticulum was the most significantly up-regulated metabolic pathway following HTS. Quantitative RT-PCR (qRT-PCR) analysis showed that the expression levels of 19 genes encoding proteins mapped to this pathway were significantly up-regulated under HTS. These results show that protein processing in the endoplasmic reticulum may play a crucial role in the responses of maca to HTS. Our proteomic data can be a good resource for functional proteomics of maca and our results may provide useful insights into the molecular response mechanisms underlying herbal plants to HTS.
中文翻译:
玛咖(Lepidium meyenii)蛋白质组图谱的比较分析揭示了对草药植物对高温胁迫的响应机制的见解。
高温胁迫(HTS)是限制农业系统中植物生长和农作物产量的主要环境胁迫之一。玛咖(Lepidium meyenii)是一种重要的高海拔草本植物,可适应各种环境刺激,例如冷,强风和UV-B照射。但是,它是对HTS极为敏感的植物。迄今为止,关于玛咖中与热应激反应有关的基因/蛋白质调节和信号通路的信息有限。在这项研究中,使用基于串联质量标签(TMT)的蛋白质组学方法研究了暴露于HTS 12 h的Maca幼苗的蛋白质组概况。总共鉴定出6966种蛋白质,其中300种在HTS后显示出明显的表达变化。生物信息学分析表明,内质网中的蛋白质加工是HTS之后最显着上调的代谢途径。定量RT-PCR(qRT-PCR)分析显示,在HTS下,编码到该途径的19种编码蛋白质的基因的表达水平显着上调。这些结果表明,内质网中的蛋白质加工可能在Maca对HTS的反应中起关键作用。我们的蛋白质组学数据可以为玛卡功能蛋白质组学提供良好的资源,我们的结果可能为草药植物对HTS的分子反应机制提供有用的见解。定量RT-PCR(qRT-PCR)分析显示,在HTS下,编码到该途径的19种编码蛋白质的基因的表达水平显着上调。这些结果表明,内质网中的蛋白质加工可能在Maca对HTS的反应中起关键作用。我们的蛋白质组学数据可以为玛卡功能蛋白质组学提供良好的资源,我们的结果可能为草药植物对HTS的分子反应机制提供有用的见解。定量RT-PCR(qRT-PCR)分析显示,在HTS下,编码到该途径的19种编码蛋白质的基因的表达水平显着上调。这些结果表明,内质网中的蛋白质加工可能在Maca对HTS的反应中起关键作用。我们的蛋白质组学数据可以为玛卡功能蛋白质组学提供良好的资源,我们的结果可能为草药植物对HTS的分子反应机制提供有用的见解。
更新日期:2020-09-16
中文翻译:
玛咖(Lepidium meyenii)蛋白质组图谱的比较分析揭示了对草药植物对高温胁迫的响应机制的见解。
高温胁迫(HTS)是限制农业系统中植物生长和农作物产量的主要环境胁迫之一。玛咖(Lepidium meyenii)是一种重要的高海拔草本植物,可适应各种环境刺激,例如冷,强风和UV-B照射。但是,它是对HTS极为敏感的植物。迄今为止,关于玛咖中与热应激反应有关的基因/蛋白质调节和信号通路的信息有限。在这项研究中,使用基于串联质量标签(TMT)的蛋白质组学方法研究了暴露于HTS 12 h的Maca幼苗的蛋白质组概况。总共鉴定出6966种蛋白质,其中300种在HTS后显示出明显的表达变化。生物信息学分析表明,内质网中的蛋白质加工是HTS之后最显着上调的代谢途径。定量RT-PCR(qRT-PCR)分析显示,在HTS下,编码到该途径的19种编码蛋白质的基因的表达水平显着上调。这些结果表明,内质网中的蛋白质加工可能在Maca对HTS的反应中起关键作用。我们的蛋白质组学数据可以为玛卡功能蛋白质组学提供良好的资源,我们的结果可能为草药植物对HTS的分子反应机制提供有用的见解。定量RT-PCR(qRT-PCR)分析显示,在HTS下,编码到该途径的19种编码蛋白质的基因的表达水平显着上调。这些结果表明,内质网中的蛋白质加工可能在Maca对HTS的反应中起关键作用。我们的蛋白质组学数据可以为玛卡功能蛋白质组学提供良好的资源,我们的结果可能为草药植物对HTS的分子反应机制提供有用的见解。定量RT-PCR(qRT-PCR)分析显示,在HTS下,编码到该途径的19种编码蛋白质的基因的表达水平显着上调。这些结果表明,内质网中的蛋白质加工可能在Maca对HTS的反应中起关键作用。我们的蛋白质组学数据可以为玛卡功能蛋白质组学提供良好的资源,我们的结果可能为草药植物对HTS的分子反应机制提供有用的见解。