Proteomic Analysis of Four Brazilian MON810 Maize Varieties and Their Four Non-Genetically-Modified Isogenic Varieties

Abstract

Profiling techniques have been suggested as a nontargeted approach to detect unintended effects in genetically modified (GM) plants. Seedlings from eight Brazilian maize varieties, four MON810 GM varieties and four non-GM isogenic varieties, were grown under controlled environmental conditions. Physiological parameters (aerial part weight, main leaf length, and chlorophyll and total protein contents) were compared, and some differences were observed. Nevertheless, these differences were not constant among all GM and non-GM counterparts. Leaf proteomic profiles were analyzed using two-dimensional gel electrophoresis (2DE) coupled to mass spectrometry, using six 2DE gels per variety. The comparison between MON810 and its counterpart was limited to qualitative differences of fully reproducible protein spot patterns. Twelve exclusive proteins were observed in two of four maize variety pairs; all of these leaf proteins were variety specific. In this study, MON810 leaf proteomes of four varieties were similar to non-GM counterpart leaf proteomes.

Translating the Genome for Translational Research: Proteomics in Agriculture

“…Results showed that drought causes upregulation of protective and stress-related proteins (chaperones and dehydrins; Benesova et al 2012 ). Maize proteomics has also been carried out to understand some other important aspect commercially more relevant to maize per se, such as heterosis (Marcon et al 2013 ;Guo et al 2013 ), starch biosynthesis and grain fi lling (Juarez-Garcia et al 2013 ;Jin et al 2013 ), C-4 photosynthesis (Zhao et al 2013 ;Majeran et al 2010 ), ear growth (Liao et al 2012 ) and GM/non-GM comparison (Balsamo et al 2011 ). A recent review captures the role of proteomics in providing an insight into the biology of maize (Pechanova et al 2013 ).…”

Estudo proteômico de variedades de milho (<i>Zea mays</i> L.) obtidas por melhoramento clássico e por recombinação genética

“…Estas plantas têm sido chamadas de culturas GM de Segunda Geração, pois beneficiam tanto os países desenvolvidos quanto os países em desenvolvimento, contribuindo com o aumento na oferta de alimentos e diminuindo a prevalência de desnutrição provocada pela ausência de micronutrientes, que apresentarão níveis mais elevados (KOK; KUIPER, 2003;CHASSY et al, 2004 PECHANOVA et al, 2013). Embora não haja evidência direta de possíveis efeitos indesejáveis e que alimentos derivados de plantas GM apresentem risco à saúde, inúmeros estudos têm focado em maneiras de avaliar a segurança alimentar de plantas GM em comparação a plantas não-GM já com um histórico de uso seguro, principalmente em se tratando da cultura do milho (ALBO et al, 2007;ZOLLA et al, 2008;COLL et al, 2011;BÁLSAMO et al, 2011;).…”

“…Ela é eficaz para análise do estado fisiológico, de processos específicos, avaliação das respostas a fatores bióticos e abióticos e alterações no genoma, devido à inserção do DNA recombinante. KUIPER, 2003;CELLINI et al, 2004;RUEBELT et al, 2006a,b;ZOLLA et al, 2008;DAVIES, 2010;BÁLSAMO et al, 2011). Além disso, o elevado emprego da análise proteômica nesta área é devido especialmente ao número de plantas que estão tendo seu genoma sequenciado e liberado internacionalmente (JORRÍN-NOVO et al, 2015).…”

“…Dentre as técnicas proteômicas disponíveis, a eletroforese bidimensional combinada com a espectrometria de massas (MS) ainda é muito utilizada na análise A análise proteômica comparativa empregando a 2-DE, combinada com MS, têm sido amplamente utilizada para avaliar a segurança de diferentes culturas GMs em comparação com suas linhas isogênicas, como soja (BRANDÃO et al, 2010), arroz , tomate (CORPILLO et al, 2004;DICARLI et al, 2010), batata (KHALF et al 2010;LEHESRANTA et al 2005), trigo (SCOSSA et al, 2008), colza e milho (BARROS et al, 2010;BÁLSAMO et al, 2011).…”

“…Algumas delas são úteis para investigar possíveis alterações não abrangidas pelos métodos químicos clássicos. Dentre as metodologias empregadas, as técnicas "ômicas" são ferramentas poderosas, que fornecem informações a nível molecular da variabilidade genética efetivamente expressa e presente no produto final destinado à alimentação (BÁLSAMO et al, 2011, GONG et al, 2012. Na avaliação da segurança de alimentos, a proteômica vem sendo utilizada em estudos comparativos entre alimentos convencionais e geneticamente modificados, a fim de elucidar questões sobre biossegurança, como alterações nos perfis proteicos e metabólitos secundários em diferentes tecidos ou subprodutos (ZOLLA et al, 2008;BÁLSAMO et al, 2011, ALBO et al, 2007RICROCH;BERGE;KUNTZ, 2011).…”