Дифференциальный протеомный анализ листьев винограда методом iTRAQ выявляет реакции на тепловой стресс и последующее восстановление

Высокая температура является важным экологическим фактором, ограничивающим урожайность винограда и влияющим на качество ягод. Термотолерантность включает как непосредственную реакцию на тепловой стресс, так и способность восстанавливаться после него. Для более глубокого понимания механизмов термотолерантности у Vitis мы объединили физиологический анализ с протеомикой на основе iTRAQ у Vitis vinifera cv. Cabernet Sauvignon, подвергнутого воздействию температуры 43 °C в течение 6 ч с последующим восстановлением при 25/18 °C. Высокая температура увеличивала концентрацию TBARS и ингибировала перенос электронов в фотосинтетическом аппарате, что указывало на повреждение листьев винограда тепловым стрессом. Однако в последующей фазе восстановления эти физиологические изменения быстро возвращались к контрольным значениям. По сравнению с необработанным контролем дифференциально экспрессировались 174 белка в условиях теплового стресса и/или в период восстановления. Сорок два белка были общими для условий стресса и восстановления, тогда как 113 и 103 белка соответственно выявлялись только при тепловом стрессе и в период восстановления. Согласно онтологии MapMan, функциональные категории этих белков с измененной экспрессией главным образом включали фотосинтез (около 20%), белки (13%) и стрессовые реакции (8%). Анализ субклеточной локализации с использованием TargetP показал, что большинство белков находилось в хлоропластах (34%), секреторном пути (8%) и митохондриях (3%). На основании этих результатов мы предполагаем, что белки, связанные с цепью переноса электронов фотосинтеза, антиоксидантные ферменты, белки теплового шока (HSP), другие белки стрессового ответа и гликолиз могут играть ключевую роль в повышении адаптации винограда к тепловому стрессу и его способности к восстановлению. Эти результаты способствуют лучшему пониманию белков, участвующих в механизмах термотолерантности винограда.