Integrated physiological, metabolite and proteomic analysis reveal the glyphosate stress response mechanism in tea plant (Camellia sinensis)

山茶 生物化学 苯丙素 串联质量标签 茶氨酸 代谢途径 化学 代谢物 蛋白质组学 蛋白质组 草甘膦 次生代谢 生物合成 新陈代谢 生物 定量蛋白质组学 植物 食品科学 生物技术 基因 绿茶
作者
Shengrui Liu,Jia Rao,Junyan Zhu,Guoqiang Li,Fangdong Li,Hongxiu Zhang,Lingling Tao,Qianqian Zhou,Yongning Tao,Youze Zhang,Kelin Huang,Chaoling Wei
出处
期刊:Journal of Hazardous Materials [Elsevier]
卷期号:454: 131419-131419 被引量:19
标识
DOI:10.1016/j.jhazmat.2023.131419
摘要

Glyphosate residues can tremendously impact the physiological mechanisms of tea plants, thus threatening tea security and human health. Herein, integrated physiological, metabolite, and proteomic analyses were performed to reveal the glyphosate stress response mechanism in tea plant. After exposure to glyphosate (≥1.25 kg ae/ha), the leaf ultrastructure was damaged, and chlorophyll content and relative fluorescence intensity decreased significantly. The characteristic metabolites catechins and theanine decreased significantly, and the 18 volatile compounds content varied significantly under glyphosate treatments. Subsequently, tandem mass tags (TMT)-based quantitative proteomics was employed to identify the differentially expressed proteins (DEPs) and to validate their biological functions at the proteome level. A total of 6287 proteins were identified and 326 DEPs were screened. These DEPs were mainly catalytic, binding, transporter and antioxidant active proteins, involved in photosynthesis and chlorophyll biosynthesis, phenylpropanoid and flavonoid biosynthesis, sugar and energy metabolism, amino acid metabolism, and stress/defense/detoxification pathway, etc. A total of 22 DEPs were validated by parallel reaction monitoring (PRM), demonstrating that the protein abundances were consistent between TMT and PRM data. These findings contribute to our understanding of the damage of glyphosate to tea leaves and molecular mechanism underlying the response of tea plants to glyphosate.
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