mason/secretom/detail/cuticle.mas

   1 <& /page/page_title.mas, title => 'The Tomato Fruit Cuticular Cell Wall Proteome' &>
   2
   3 <div class="indentedcontent">
   4   <p>
   5   The plant cuticle is a highly specialized hydrophobic cell wall that
   6   covers the aerial organs of land plants and provides protection
   7   against desiccation, pathogens, UV radiation and herbivory. It is
   8   continuous with the outer-periclinal polysaccharide cell wall of the
   9   epidermis and consists of organic soluble waxes embedded in, and
  10   layered on, a non-soluble polyester matrix of &omega;-substituted
  11   fatty acids. The waxes include both aliphatic compounds, derived from
  12   very long chain fatty acids, and secondary metabolites, such as
  13   triterpenoids and flavonoids.
  14   </p>
  15
  16   <p>
  17   Little is yet known about many key mechanisms of cuticle biogenesis,
  18   and experimental strategies to identify new proteins that associate
  19   with cutin and waxes could provide a valuable means to identify new
  20   candidates.
  21   </p>
  22
  23   <p>
  24   Although Arabidopsis research has greatly accelerated the discovery of
  25   new cuticle-related genes, its cuticle poses some experimental
  26   limitations since it is relatively thin, fragile and difficult to
  27   isolate in substantial quantities. Conversely, tomato fruit cuticles
  28   are astomatous and large amounts of intact cuticular material can be
  29   isolated for chemical and biomechanical analyses. For example, the
  30   fruit accumulate on the order of 1 mg cm<sup>-2</sup> cutin,
  31   compared to the stem of Arabidopsis, which has 0.5-10 &mu;g
  32   cm<sup>-2</sup>. Thus, the typical 6 week period of early tomato
  33   fruit development represents a remarkably rapid and extensive phase of
  34   cuticle biosynthesis.
  35   </p>
  36
  37   <div style="width: 420px" class="captioned_image img_float_left caption_right">
  38
  39     <img src="/documents/img/secretom/tomato_cuticle_stain_400.jpg" />
  40
  41     <p>
  42     Light microscope image of the surface of an expanding tomato fruit
  43     with the cuticle stained red.
  44     </p>
  45
  46   </div>
  47
  48   <p>
  49   To identify new candidate proteins with a potential role in cuticle
  50   biosynthesis, and particularly those that are secreted to the
  51   apoplast, we are generating a more comprehensive inventory of proteins
  52   that are associated with the outermost surface tissues of plant
  53   organs, we are using a range of complementary protein fractionation
  54   strategies (1D gel-based and liquid chromatography) coupled with
  55   several sensitive mass spectrometry (MS) platforms.
  56   </p>
  57
  58   <p>
  59   We are also characterizing a number of tomato fruit cuticle mutants
  60   and have developing a new 3D imaging technique using confocal scanning
  61   laser microscopy for visualizing the architecture, deposition patterns
  62   and micro-structure of plant cuticles. This has allowed 3-D cuticle
  63   modeling based on the reconstruction of serial optical sections and
  64   its use in the identification of several previously unreported
  65   features of the tomato fruit cuticle. This information, together with
  66   the proteome study is providing new insights into the molecular
  67   processes underlying cuticle formation and restructuring.
  68   </p>
  69 </div>
  70
  71   <div style="width: 370px; margin-left: 0" class="captioned_image img_float_right">
  72
  73     <img src="/documents/img/secretom/tomato_cuticle_3d_350.jpg" />
  74
  75     <p>
  76     A 3-D rendering of the tomato fruit (cv. M8) cuticle.
  77     </p>
  78
  79   </div>
  80
  81 <div style="float: left; width: 345px">
  82   <&| /secretom/section_templates/objectives.mas &>
  83
  84     Isolate and identify proteins from the surface of expanding tomato
  85     fruits at the time of maximal cuticle biosynthesis, using solvent
  86     dips followed by gel- and liquid chromatography-based separation and
  87     several MS approaches
  88
  89     Identify potentially secreted proteins and characterize their
  90     expression patterns during fruit ontogeny
  91
  92     Incorporate this information into related studies of the tomato
  93     fruit cuticle t develop a more detailed understanding of cuticle
  94     deposition and restructuring
  95
  96   </&>
  97 </div>
  98
  99 <&| /secretom/section_templates/data_items.mas,
 100       default_ref_base => '/download/data/secretom/Tomato_fruit_cuticular_cell_wall_proteome'
 101  &>
 102 - text: "Tomato fruit (cv. M82) surface proteins identified"
 103   ref: Tomato_fruit_surface_proteins.xlsx
 104 - text: "Tomato fruit (cv. M82) surface proteins: from gel bands"
 105   ref: Tomato_fruit_surface_proteins_gel_bands.xlsx
 106 - text: "Tomato fruit (cv. M82) surface proteins: from gel slabs"
 107   ref: Tomato_fruit_surface_proteins_gel_slabs.xlsx
 108 - text: "Tomato fruit (cv. M82) surface proteins: from gel free"
 109   ref: Tomato_fruit_surface_proteins_gel_free.xlsx
 110 </&>
 111
 112 <&| /secretom/section_templates/publications.mas, entitize => 1 &>
 113
 114 Yeats, T.H. and Rose, J.K.C. (2008) The biochemistry and biology of extracellular plant lipid-transfer proteins (LTPs) Protein Science 17: 191-198.
 115
 116 Buda, G.J., Isaacson, T., Matas, A.J., Paolillo, D.J. and Rose, J.K.C. (2009) Three dimensional imaging of plant cuticle architecture using confocal scanning laser microscopy. The Plant Journal 60: 378-385 (front cover).
 117
 118 Isaacson, T., Kosma, D.K., Matas, A.J., Buda, G.J., He, Y., Yu, B., Pravitasari, A., Batteas, J.D., Stark, R.E., Jenks, M.A. and Rose, J.K.C. (2009) Cutin deficiency in the tomato fruit cuticle consistently affects resistance to microbial infection and biomechanical properties, but not transpirational water loss. The Plant Journal 60: 363-377.
 119
 120 Yeats, T.H., Howe, K.J., Matas, A.J., Buda, G.J., Thannhauser, T.W. and Rose, J.K.C. (2010) Mining the tomato fruit cuticular and epidermal cell wall proteome for proteins associated with cuticle biogenesis. Journal of Experimental Botany 61: 3759-3771.
 121
 122 </&>
 123