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Physiological and proteomic analysis of salinity tolerance in germinating seeds from Brassica napus

Tan Longyan  Zhao Qi  Qiu Lili  Dai Shaojun  
【摘要】:Soil salinity is a major abiotic stress that has a serious influence on seed germination.Studying salinity tolerance mechanism during seed germination will provide valuable information for engineering plants to enhance salt tolerance.Oilseed from Brassica species is an important source of vegetable oil,and most of the Brassica species are moderately salt-tolerant.In the present study,the mature and germinating seeds of Brassica napus were investigated under NaCl(0 mM,100 mM,and 200 mM) treatments using physiological and proteomic approaches.The germination rate,biomass,membrane integrity,osmolyte contents,and the activities of antioxidant enzymes in seeds were measured.Using comparative proteomic technology,57 and 46 salt-responsive proteins were identified in mature and germinating seeds under salt conditions,respectively.These proteins were mainly involved in signaling,carbohydrate and energy metabolism,protein metabolism,stress and defense.Our proteomics results suggested both nuclear and mitochondria genes-encoded proteins played important roles in seed germination and salt tolerance.The energy-related metabolism(e.g.TCA cycle,glycolysis,and gluconeogenesis) were enhanced under NaCl stress,which could provide sufficient energy for salt tolerance.Besides,the abundances and activities of antioxidant enzymes were changed in germinating seeds under NaCl stress,implying that diverse ROS scavenging pathways were triggered to cope with salt stress.In addition,our results revealed that alterations in osmotic homoestasis,active protein processing and turnover,and enhanced methionine cycle were necessary for seed germination and salt tolerance.

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