Análise proteômica de variedades de feijão (Phaseolus vulgaris) geneticamente modificado Embrapa 5.1 e de genótipos de milho (Zea mays) com alto e baixo teor de flavonóides

Abstract

Análises amplas de perfil podem complementar a avalição de culturas vegetais alimentares. A proteômica comparativa permite observar diferenças entre o perfil de proteínas entre duas culturas equivalentes, que diferem apenas pela expressão de uma característica. Neste contexto, as técnicas de eletrophorese bidimensional (2-DE) seguida de espectrometria de massa (MS) foram utilizadas para avaliar variedades de feijão geneticamente modificado (GM) Embrapa 5.1 e genótipos de milhos mutantes com diferentes teores de flobafenos. No primeiro trabalho, o perfil de proteínas dos grãos de duas variedades de feijão, Pérola e Pontal, derivadas do evento Embrapa 5.1, foram comparadas com suas contrapartes não-GM. Foram detectados 23 spots diferencialmente acumulados entre Pérola GM e Pérola não-GM e 21 spots diferencialmente acumulados entre Pontal GM e Pontal não-GM. Entre os spots detectados como diferencialmente acumulados, oito proteínas foram identificadas em Pérola e quatro proteínas em Pontal. A função das proteínas identificadas nas variedades Pérola e Pontal não foram as mesmas, indicando que a variabilidade observada não está relacionada a transformação genética. Além disso, aplicamos análise de componentes principais (PCA) aos dados obtidos por 2-DE e a variação entre as variedades foi explicada nos dois primeiros componentes. No segundo trabalho, comparou-se os proteomas dos grãos de dois genótipos de milho não comerciais, P1-rr (R) e P1-ww (W) que apresentam alto e baixo conteúdo de flobafenos, respectivamente. A comparação por ANOVA resultou em 55 spots diferencialmente expressos. Após análise de MS, oito proteínas foram identificadas. Aplicou-se PCA a porcentagem de volume de 135 spots combinados em todos os seis géis analisados, e foi observada a separação dos perfis de proteína dos dois genótipos de milho. Os resultados obtidos nos dois estudos demonstram que a técnica 2-DE seguida por MS, acompanhada de PCA, é aplicável para análise de grãos que se diferenciam pela expressão de uma característica, assim como é possível diferenciar cultivares GM e não GM.<br>

Abstract : Profile analyses are complementary for crop food assessment. The comparative proteomics allows observing differences between the protein profiles between two equivalent cultures that differ in a feature. In this context, two-dimensional electrophoresis (2-DE) technique was used followed by mass spectrometry (MS) to evaluate genetically modified (GM) common bean varieties (EMBRAPA 5.1) and maize genotypes with different phlobaphenes contents. In the present work grain proteome profiles of two Embrapa 5.1 common bean varieties, Pérola and Pontal, and their non-GM counterparts were compared by two dimensional gel electrophoresis (2-DE) followed by mass spectrometry (MS). Analyses detected 23 spots differentially accumulated between GM Pérola and non - GM Pérola and 21 spots between GM Pontal and non-GM Pontal. Among them, eight proteins were identified in Perola varieties, and four proteins were identified in Pontal. Although, they were not the same proteins in Perola and Pontal varieties, indicating that the variability observed may not be due the genetic transformation. Moreover, we applied principal component analysis (PCA) on 2-DE data, and variation between varieties was explained in first two principal components. In this study the grain proteomes of the two genotypes of non-commercial maize, P1-rr (R) and P1-ww (W), with high and low flavonoid content, were also compared. ANOVA comparison resulted in 55 spots differentially accumulated. After MS analyses, eight proteins were identified. PCA was applied in the volume percentage of the 135 matched spots in all six gels. The multivariate analysis showed the separation of protein profiles of the two maize genotypes using 2-DE data. The results of both studies show that 2-DE followed by MS, accompanied by PCA, is applicable for profile analysis of grains that differ by one characteristic, and it is possible to differentiate between GM and non-GM varieties.