SCOPUS
SCIE
A proteomic insight into the MSP1 and flg22 induced signaling in <i>Oryza sativa</i> leaves
저자
Meng, Qingfeng ; Gupta, Ravi ; Min, Chul Woo ; Kim, Jongyun ; Kramer, Katharina ; Wang, Yiming ; Park, Sang-Ryeol ; Finkemeier, Iris ; Kim, Sun Tae
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2019
작성언어
-주제어
등재정보
SCOPUS,SCIE
자료형태
학술저널
수록면
120-130(11쪽)
제공처
<P><B>Abstract</B></P> <P>Previously, we reported a novel <I>Magnaporthe oryzae-</I> secreted protein MSP1, which triggers cell death and pathogen-associated molecular pattern (PAMP)-triggered immune (PTI) responses in rice. To investigate the MSP1 induced defense response in rice at the protein level, we employed a label-free quantitative proteomic approach, in parallel with flg22 treatment, which is a well-known elicitor. Exogenous application of MSP1 to rice leaves induced an oxidative burst, MAPK3/6 activation, and activation of pathogenesis-related genes (DUF26, PBZ, and PR-10). MaxQuant based label free proteome analysis led to the identification of 4167 protein groups of which 433 showed significant differences in response to MSP1 and/or flg22 treatment. Functional annotation of the differential proteins showed that majority of the proteins related to primary, secondary, and lipid metabolism were decreased, while proteins associated mainly with the stress response, post-translational modification and signaling were increased in abundance. Moreover, several peroxidases and receptor kinases were induced by both the elicitors, highlighting their involvement in MSP1 and flg22 induced signaling in rice. Taken together, the results reported here contribute to our understanding of MSP1 and flg22 triggered immune responses at the proteome level, thereby increasing our overall understanding of PTI signaling in rice.</P> <P><B>Biological significance</B></P> <P>MSP1 is a <I>M. oryzae</I> secreted protein, which triggers defense responses in rice. Previous reports have shown that MSP1 is required for the pathogenicity of rice blast fungus, however, the exact mechanism of its action and its downstream targets in rice are currently unknown. Identification of the downstream targets is required in order to understand the MSP1 induced signaling in rice. Moreover, key proteins identified could also serve as potential candidates for the generation of disease resistance crops by modulating stress signaling pathways. Therefore, here we employed, for the first time, a label-free quantitative proteomic approach to investigate the MSP1 induced signaling in rice together with flg22. Functional annotation of the differential proteins showed that majority of the proteins related to primary, secondary, and lipid metabolism were decreased, while proteins related to the defense response, signaling and ROS detoxification were majorly increased. Thus, as an elicitor, recombinant MSP1 proteins could be utilized to inducing broad pathogen resistance in crops by priming the local immune responses.</P> <P><B>Highlights</B></P> <P> <UL> <LI> Rice proteome was analyzed, for the first time, after MSP1 treatment. </LI> <LI> MSP1 treatment induced oxidative burst and MAPK3/6 activation. </LI> <LI> Expression of pathogenesis-related genes was enhanced by MSP1 treatment. </LI> <LI> Role of peroxidases and receptor kinases in MSP1 induced signaling was highlighted. </LI> </UL> </P> <P><B>Graphical abstract</B></P> <P>[DISPLAY OMISSION]</P>
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