Analysis of the intercellular fluid proteome of sugarcane roots inoculed with Glomus clarum.

Os mecanismos que regulam o desenvolvimento de micorrizas arbusculares (MAs) em condições de baixo e alto nível de P ainda são desconhecidos. Tem sido proposto que proteínas secretadas no apoplasto das raízes podem ter papel importante na regulação de MAs. A análise comparativa do proteoma do fluido intercelular (FI) de raízes colonizadas por fungos micorrízicos arbusculares (FMAs) com o de raízes não-colonizadas, em condições de baixo e alto nível de P, poderia contribuir para a elucidação dos mecanismos que controlam o desenvolvimento das MAs, e foi o objetivo deste trabalho. Plântulas de cana-de-açúcar foram inoculadas com Glomus clarum, Glomus etunicatum ou Gigaspora rosea e cultivadas em substrato esterilizado contendo 20 ou 200 mg P kg -1 . Oito semanas após a inoculação, as plantas foram colhidas, e os seguintes parâmetros avaliados: matéria seca da parte aérea, acúmulo de nutrientes na parte aérea e colonização micorrízica intrarradicular. Os resultados mostraram que, em condições de alto P, a taxa de colonização intrarradicular por G. clarum e G. etunicatum foi menor do que no controle com baixo P. Para a análise comparativa do proteoma do FI das raízes, quantidades iguais de proteínas de plantas não-inoculadas ou inoculadas com G. clarum, em condições de baixo P ou alto P, foram separadas por eletroforese bidimensional em gel de poliacrilamida desnaturante. A análise dos proteomas do FI das raízes revelou a predominância de proteínas ácidas. Nos proteomas do FI de raízes de cana-de-açúcar, em condições de baixo P, foram detectadas 49 proteínas. Destas, 8,2% apresentaram acúmulo induzido e 10,2% acúmulo suprimido (³50%) no FI de raízes colonizadas por G. clarum, em relação ao controle não-inoculado. Desse total, 13 proteínas foram detectadas somente no FI de raízes de plantas inoculadas e representam micorrizinas putativas ou proteínas fúngicas extracelulares, induzidas em condições de baixo P. Nos proteomas do FI de raízes de cana-de-açúcar, em condições de alto P, foram detectadas 56 proteínas. Destas, 8,9% apresentaram acúmulo induzido e 16,1% acúmulo suprimido (³50%) no FI de raízes colonizadas por G. clarum, em relação ao controle não-inoculado. Desse total, 12 proteínas foram detectadas somente no FI de raízes de plantas inoculadas e representam micorrizinas putativas ou proteínas fúngicas extracelulares, induzidas em condições de alto P. Comparando-se os proteomas do FI de raízes de plantas não-inoculadas, em condições de baixo e alto P, foram detectadas 16 proteínas únicas de condições de baixo P e 24 proteínas únicas de condições de alto P. Comparando-se os proteomas do FI de raízes de plantas inoculadas com G. clarum, em condições de baixo e alto P, foram detectadas 12 proteínas únicas de condições de baixo P e 5 proteínas únicas de condições de alto P. Essas proteínas podem ter papéis importantes, diretos ou indiretos, no controle de MAs. A caracterização das proteínas com acúmulo diferencial no FI de raízes de cana-de-açúcar por espectrometria de massa e/ou seqüenciamento N-terminal poderá contribuir para definir suas possíveis funções nas MAs.The mechanisms controlling arbuscular mycorrhizae (AM) development at different soil P concentrations are not understood. It has been proposed that proteins secreted in the root apoplast may have important roles in AM regulation. The analyses of the intercellular fluid (IF) proteome from sugarcane roots inoculated with arbuscular mycorrhizal fungi, grown at low or high P conditions, compared to the IF proteome from not-inoculated roots may contribute to the understanding of the mechanisms controlling AM development, and was the aim of this work. Sugarcane seedlings were inoculated with Glomus clarum, Glomus etunicatum or Gigaspora rosea, and grown in sterilized substrate containing 20 or 200 mg P kg -1 . Eight weeks after inoculation, the plants were harvested and the following parameters evaluated: shoot dry weight, nutrients in the shoots and intraradical fungal growth. The results showed that intraradical colonization by G. clarum and G. etunicatum at high P conditions was significantly lower than at low P. Equal amounts of proteins were used to compare the proteome from the IF of not-inoculated and G. clarum inoculated roots, at low and high P conditions, using 2D-PAGE. The proteome analyses revealed the predominance of acidic proteins in the IF of sugarcane. A total of 49 proteins were detected in the IF of sugarcane at low P soil concentration. From those, 8.2% were induced and 10.2% suppressed (³ 50%) in the IF of roots inoculated with G. clarum, as compared to not-inoculated controls. Thirteen proteins were detected only in the IF of mycorrhizal roots, and represent putative mycorrhizins or extracellular fungal proteins induced at low P conditions. A total of 56 proteins were detected in the IF of sugarcane at high P conditions. From those, 8.9% were induced and 16.1% suppressed (³ 50%) in the IF of roots inoculated with G. clarum, as compared to not-inoculated controls. Twelve proteins were detected only in the IF of mycorrhizal roots, and represent putative mycorrhizins or extracellular fungal proteins, induced at high P conditions. Comparing the proteomes from the IF of non-inoculated sugarcane roots at low and high P conditions, 16 proteins were detected only at low P conditions, whereas 24 proteins were detected only at high P conditions. Comparing the proteomes from the IF of sugarcane roots inoculated with G. clarum at low and high P conditions, 12 proteins were detected only at low P conditions, whereas 5 proteins were detected only at high P conditions. Those proteins may be, direct or indirectly, involved in the development and/or efficiency of AM. Further characterization of those proteins by mass spectrometry and/or N-terminal sequencing would contribute to the determinations of their possible functions in AM