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Quantitative proteomics reveals key pathways in the symbiotic interface and the likely extracellular property of soybean symbiosome

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Journal of Genetics and Genomics 2023年第1期50卷 7-19页

作者： Yu Luo Wei Liu Juan Sun Zheng-Rong Zhang Wei-Cai Yang The State Key Laboratory for Molecular Developmental Biology Institute of Genetics and Developmental BiologyChinese Academy of SciencesBeijing 100101China College of Advanced Agricultural Sciences University of Chinese Academy of SciencesBeijing 100049China

An effective symbiosis between legumes and rhizobia relies largely on diverse proteins at the plantrhizobium interface for material transportation and signal transduction during symbiotic nitrogen fixation.Here,we report a comprehensive proteome atlas of the soybean symbiosome membrane(SM),peribacteroid space(PBS),and root microsomal fraction(RMF)using state-of-the-art label-free quantitative proteomic technology.In total,1759 soybean proteins with diverse functions are detected in the SM,and 1476 soybean proteins and 369 rhizobial proteins are detected in the PBS.The diversity of SM proteins detected suggests multiple origins of the SM.Quantitative comparative analysis highlights amino acid metabolism and nutrient uptake in the SM,indicative of the key pathways in nitrogen assimilation.The detection of soybean secretory proteins in the PBS and receptor-like kinases in the SM provides evidence for the likely extracellular property of the symbiosome and the potential signaling communication between both symbionts at the symbiotic interface.Our proteomic data provide clues for how some of the sophisticated regulation between soybean and rhizobium at the symbiotic interface is achieved,and suggest approaches for symbiosis engineering.

关键词： Quantitative proteomics Symbiotic nitrogen fixation symbiosome membrane Peribacteroid space Soybean

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