Changements protéomiques dans les tissus de pelure de banane en réponse aux traitements à l’éthylène et à haute température

Citation

Du, L., Song, J., Forney, C., Palmer, L.C., Fillmore, S., Zhang, Z. (2016). Proteome changes in banana fruit peel tissue in response to ethylene and high-temperature treatments. Horticulture Research, [online] 3 http://dx.doi.org/10.1038/hortres.2016.12

Résumé en langage clair

La banane est l’un des fruits les plus consommés dans le monde en raison de sa saveur et de sa valeur nutritive. Tel un fruit climactérique typique, la banane réagit au traitement à l’éthylène, qui provoque des changements rapides de couleur, de saveur (arôme et goût), de sucrosité et de composition nutritionnelle. Afin d’acquérir des connaissances fondamentales au sujet des effets de la haute température et de l’éthylène sur le mûrissement des bananes, nous avons réalisé une étude protéomique quantitative à l’aide du marquage multiplex par diméthylation de peptides avec un isotope stable. En tout, nous avons trouvé et quantifié 413 protéines communes à partir de deux réplicats biologiques. Parmi ces protéines, 91 ont changé de façon significative en réaction aux traitements à l’éthylène et à haute température. Le traitement à l’éthylène et l’entreposage à 30 °C ont induit certaines protéines (chitinase, alcool cinnamylique déshydrogénase 1, cystéine synthase, villine­2, leucine-ARNt ligase, protéine CP47 et calmoduline), et réprimé 43 autres protéines, dont 6 étaient associées à la protéine émettrice d’oxygène de la photosynthèse II, au centre réactionnel de la photosynthèse I, au métabolisme des sucres, au système d’oxydoréduction-oxydatives et au métabolisme des acides gras. L’identité et la quantité des protéines trouvées étaient liées à des changements de qualité. Notre étude démontre que l’éthylène et les hautes températures influencent le mûrissement et la sénescence des bananes à l’échelle protéomique et révèle les mécanismes par lesquels les hautes températures accélèrent le mûrissement des bananes.

Résumé

© Université de l’agriculture de Nanjing, 2016. La banane (Musa groupe AAA) est l’un des fruits les plus consommés dans le monde en raison de sa saveur et de sa valeur nutritive. Tel un fruit climactérique typique, la banane réagit au traitement à l’éthylène, qui provoque des changements rapides de couleur, de saveur (arôme et goût), de sucrosité et de composition nutritionnelle. Certains ont également déclaré que le mûrissement des bananes à des températures supérieures à 24 °C inhibe la dégradation de la chlorophylle et la formation de couleur, mais augmente le taux de sénescence. Afin d’acquérir des connaissances fondamentales au sujet des effets de la haute température et de l’éthylène sur le mûrissement des bananes, nous avons réalisé une étude protéomique quantitative à l’aide du marquage multiplex par diméthylation de peptides avec un isotope stable. Dans notre étude, des bananes vertes (non mûres) non traitées ont été soumises à un traitement avec 10 μL L­1 d’éthylène pendant 24 h. Après ce traitement, les fruits traités et non traités ont été entreposés 24 h à 20 ou 30 °C. Nous avons ensuite prélevé des tissus de pelure de fruit après 0 et 1 jour d’entreposage, puis nous avons évalué la couleur de la pelure et la fluorescence chlorophyllienne. Nous avons effectué une analyse protéomique quantitative sur les pelures après 1 jour d’entreposage. En tout, nous avons trouvé et quantifié 413 protéines communes à partir de deux réplicats biologiques. Parmi ces protéines, 91 ont changé de façon significative en réaction aux traitements à l’éthylène et à haute température. L’analyse de groupement de ces 91 protéines a permis de mettre en évidence 7 groupes de protéines modifiées. Le traitement à l’éthylène et l’entreposage à 20 °C ont induit 40 protéines qui sont en corrélation avec la résistance aux agents pathogènes, le métabolisme de la paroi cellulaire, la biosynthèse de l’éthylène, les allergènes et les protéines ribosomiques, et ont réprimé 36 protéines associées au métabolisme des acides gras et des lipides, aux réactions d’oxydoréduction-oxydatives ainsi qu’à la biosynthèse et à la modification des protéines. Le traitement à l’éthylène et l’entreposage à 30 °C ont induit 32 protéines, lesquelles étaient essentiellement semblables à celles du groupe 1, mais comprenaient également 8 protéines du groupe 3 (chitinase, alcool cinnamylique déshydrogénase 1, cystéine synthase, villine­2, leucine-ARNt ligase, protéine CP47 et calmoduline), et réprimé 43 protéines dans 4 groupes (groupes 4-7), dont 6 étaient associées à la protéine émettrice d’oxygène de la photosynthèse II, au centre réactionnel de la photosynthèse I, au métabolisme des sucres, au système d’oxydoréduction-oxydation et au métabolisme des acides gras. Des différences dans la réponse à l’éthylène et à la température de conservation à 30 °C ont également été mises en évidence et examinées. L’identité et la quantité des protéines trouvées étaient liées à des changements de qualité. Notre étude démontre que l’éthylène et les hautes températures influencent le mûrissement et la sénescence des bananes à l’échelle protéomique et révèle les mécanismes par lesquels les hautes températures accélèrent le mûrissement des bananes.

Date de publication

2016-01-01

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