فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

هدف: آفتابگردان با تامین 12 درصد از روغن‌های گیاهی جهان یکی از مهم‌ترین گیاهان روغنی جهان محسوب می­شود. با توجه به پیچیدگی مولکولی مکانیسم پاسخ به تنش شوری که باعث تغییرات فیزیولوژیک، مورفولوژیک در گیاهان می­شود و همچنین حساسیت نسبی آفتابگردان به این تنش، هدف از این تحقیق درک مکانیسم‌های مولکولی و شناسایی پروتئین­های دخیل در تحمل به شوری در آفتابگردان می­باشد. مواد و روش‌ها: در تحقیق حاضر، داده‌های RNA-seq از پژوهش Sharifi و همکاران (2022) استخراج و با بهره‌گیری از نرم‌افزارهای FastQC و Trimmomatic ویرایش گردیدند. پس از آن، آنالیز RNA-seq با دو روش سرهم‌بندی نو پدید و مبتنی بر ژنوم‌ انجام شد. خوانش‌ها به کمک پکیج Bowtie2 به ترنسکریپتوم مرجع و با Hisat2 به ژنوم مرجع نقشه‌یابی شدند. کمی‌سازی خوانش‌ها توسط RSEM و HT-seq و تغییرات در بیان ژن‌ها با استفاده از edgeR و DE-seq2 محاسبه گردید. ژن‌های دارای بیان متفاوت معنی‌دار (DEG) در آرابیدوپسیس شناسایی شده و برای بازسازی شبکه‌های تعامل پروتئینی (PPI) و شبکه‌های تنظیمی ژنی (GRN) به پایگاه‌های داده STRING و GeneMANIA وارد شدند. تحلیل توپولوژی این شبکه‌ها با 11 الگوریتم Cytohubba در Cytoscape انجام و ژن‌های هاب شناسایی گردیدند. توالی راه‌انداز این ژن‌ها در Plantcare مورد بررسی قرار گرفت. در پایان، بیان ژن COP1 با استفاده از Real-time PCR ارزیابی شد. نتایج: تحلیل RNA-seq با استفاده از روش‌های مبتنی بر سرهم‌بندی نو پدید (دی نوو) و مبتنی بر ژنوم مرجع، به شناسایی 1602 رونوشت و 272 ژن با الگوی بیان متفاوت انجامید. مطالعه بر روی شبکه‌های GRN و PPI منجر به کشف 29 ژن هاب گردید که شامل BAK1، ETR1، GER3، HSP70، CDKB2;2، CAS، GRDP1، BSL3، CPN20، AOR، MCM7، DXS، AdoMet-MTases، RCA، P45090C1، C3H37، CDPK6، Lac1، WRKY50، COP1، PP2C76، CaM-7، Histone H1-3، PPR، LRR-RLK، LACS، LUT5 و Clp5 هستند که در فرآیندهای کلیدی سلولی از جمله تنظیم هورمون‌های گیاهی (ABA، BR، اتیلن)، پیام‌رسانی MAPK، پردازش RNA، فتوسنتز، تنظیم روزنه‌ها، حفظ ساختار پروتئین‌ها و چرخه سلولی نقش ایفا می‌کنند. تحلیل راه‌انداز این ژن‌ها وجود موتیف‌های کلیدی مانند W-box، TGA-box، ERE، ABRE، MYC، MYB، MBSI، MBS و GT-1motif را که نشان‌دهنده نقش مشترک آن‌ها در واکنش به شوری است را تأیید کرد. در نتایج حاصل از PCR زمان واقعی برای ژن COP1، که یکی از ژن‌های فعال در مسیر علامت­دهی ABA به شمار می‌رود، الگوی بیان آزمایش شده با الگوی مشخص شده توسط RNA-seq همخوانی داشت.  نتیجه‌گیری: پژوهش حاضر با استفاده از رویکرد زیست‌شناسی سامانه‌ای نشان داد که آفتابگردان در واکنش به تنش نمکی، فعالیت ژن‌ها را در مسیرهای کلیدی سلولی از جمله مسیرهای پیام‌رسانی هورمونی گیاهی (ABA، BR، اتیلن)، مسیر MAPK، پردازش RNA، فتوسنتز، تنظیم روزنه‌ها، حفظ ساختار پروتئین‌ها و چرخه سلولی، بهینه‌سازی می‌کند. این نتایج، فهم ما از مکانیسم‌های مولکولی تحمل به شوری را تقویت کرده و می‌تواند در بهبود ژنتیکی آفتابگردان به منظور افزایش مقاومت در برابر شوری مفید واقع شود.