Salt stress responsive proteins identification in wild sugar beet (Beta maritima) by mass spectrometry

Abstract

Verimli tarım alanlarının tuzlanması, tüm dünyada giderek büyük bir sorun haline gelmektedir. Dünya üzerindeki arazilerinin yüzde yedisi ve sulama yapılan toprakların yüzde beşi tuzluluktan etkilenmektedir. Türkiye şeker pancarı üretiminde dünyada dördüncü avrupadada üçüncü sırada yer almaktadır. Şeker pancarının çimlenme ve fide dönemlerinde tuz stresinden olumsuz etkilendiği, üretimde önemli derecede verim kayıpları meydana getirdiği ve bitkinin kalitesini etkilediği gözlemlenmiştir.Bu çalışmada, yabani şeker pancarının tuza dayanıklı türü olan Beta maritima kullanılarak tuz-stresine toleranslı proteinler proteomik yaklaşım kullanılarak incelenmiştir. Yaklaşık iki ayda yetiştirilen şeker pancarı bitkileri yedi gün boyunca 250 mM NaCl maruz bırakılmıştır. Kontrol bitkilerine bu süre içinde tuz uygulanmamıştır. Yapraktaki toplam proteinler izole edilmiştir ve solüsyon içinde parçalama tekniği kullanılarak proteinler peptitlere parçalanmıştır. Sıvı kromatografisi-ikili kütle spektrometresi (LC-MS/MS) kullanılarak proteinler tanımlanmıştır. Toplam 288 protein yaprak örneklerinde, 259 protein de kök örneklerinde tanımlanmıştır.Tanımlanan protein sonuçlarına bakıldığında tuz uygulanan yaprak örnekleri ve fazla tanımlanan yapraktaki proteinler antioksidant enzimlerken, tuz uygulanmış kök örneklerinde vakular ATP sentez subunit A proteini tanımlanmıştır.

Salt stress is one of the major abiotic stresses in agriculture worldwide. Seven percent of the land?s surface and five percent of cultivated lands are affected by salinity. Turkey is the fourth in the world and third in Europe in producing sugar beet. It is observed that salt stress affects the sugar beet negatively especially at germination and seedling stages, it limits the productivity of crop plants and affects the quality of plants.In the present study, proteomic approach was used to investigate the salt-stress responsive proteins in wild salt-tolerant beet, Beta maritima. Sugar beet were grown approximately two months. After growing, they were treated with 250 mM NaCl for seven days. Control plants received no salt treatment during this period. Total proteins of leaves and root were extracted. The proteins were fragmented into peptides using in-solution digestion technique and liquid chromatography-tandem mass spectrometry (LC-MS/MS) used for identified the proteins. Totally 288 proteins were identified in leave samples and totally 259 proteins were identified in the root samples.Identified protein results were shown that unique of salt leave proteins and up-regulated proteins of leave samples were the related to the antioxidant enzymes. On the other hand, active transporter protein of vacular ATP synthase subunit A was identified in the salt responsive of root samples.