فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

هدف: چغندرقند به دلیل ذخیره قند در ریشه یکی از مهمترین گیاهان زراعی به حساب می‌آید. تنش کم‌آبی یکی از تنش‌های غیرزنده می‌‌باشد که باعث تغییرات مورفولوژیکی، فیزیولوژیکی، بیوشیمیایی و مولکولی در گیاه شده و نتیجه این تغییرات کاهش عملکرد محصول است. هدف از این مطالعه شناسایی پروتئین‌های درگیر در تحمل به تنش کم آبی به روش الکتروفورز دو بعدی و طیف سنجی جرمی است. مواد و روش‌ها: در این پژوهش الگوی پروتئوم برگ دو ژنوتیپ متحمل (8001-S1-10) و حساس (8001-S1-6) چغندرقند تحت تنش کم‌آبی (روش تشتک تبخیر کلاس A) مورد بررسی قرار گرفت. مقایسه دو ژنوتیپ متحمل و حساس بین دو سطح تنش کم‌آبی و نرمال انجام شده است. استخراج پروتئین از بافت برگ، جداسازی پروتئین‌ها به روش الکتروفورز دو بعدی و سپس کمی سازی لکه‌های پروتئینی از طریق نرم افزار PDQuest برای شناسایی لکه‌های پروتئین تکرارپذیر و دارای تغییرات بیان معنی‌دار در شرایط عادی و تنش کم‌آبی انجام شد. سپس از روش طیف سنجی جرمی و ابزارهای بیوانفورماتیک برای شناسایی این پروتئین‌ها استفاده شد. نتایج: تعداد 85 لکه پروتئینی تکرارپذیر در ژنوتیپ متحمل شناسایی شد. بر اساس آزمون t تعداد هفت لکه پروتئینی با افزایش بیان و دو لکه با کاهش بیان معنی‌دار همراه بودند. در ژنوتیپ حساس تعداد 57 لکه پروتئینی تکرارپذیر شناسایی شد که چهار لکه پروتئینی بر اساس آزمون t دارای تغییر بیان معنی‌دار آماری بودند. هر چهار لکه پروتئینی دارای کاهش بیان معنی‌دار در سطح تنش کم‌آبی بودند پروتئین‌های شناسایی شده از نظر عملکرد بیولوژیکی در پنج گروه قرار گرفتند که شامل پروتئین‌های فتوسنتزی، پروتئین‌های درگیر در انرژی و متابولیسم، پروتئین‌های تخریبی، پروتئین‌های درگیر در تنش و دفاع و پروتئین‌های سم‌زدا یا مهار کننده ROS هستند. پروتئین‌های فتوسنتزی آنزیم روبیسکو اکتیواز و فسفوریبولوکیناز با افزایش بیان و پروتئین 4-hydroxy-3-methylbut-2-en-1-yl diphosphate synthase و کربنیک انیدراز با کاهش بیان در ژنوتیپ متحمل در اثر تنش کم‌آبی همراه بودند. پروتئین‌های oxygen-evolving enhancer protein 1 و oxygen-evolving enhancer protein 2 در ژنوتیپ حساس در اثر تنش کم‌آبی کاهش بیان نشان دادند. آنزیم‌های هگزوکیناز و گلوتامین سنتتاز 2 با افزایش بیان در ژنوتیپ محتمل و پروتئین‌های مالات دهیدروژناز و کولین مونوکسیناژ در ژنوتیپ حساس تحت تنش کم‌آبی با کاهش بیان معنی‌دار همراه بودند. آنزیم کاتالاز 2 و پروتئین شوک حرارتی 70 در اثر تنش کم‌آبی دارای افزایش بیان بودند. پروتئین مونودهیدروآسکوربات ردوکتاز 5 در اثر تنش کم‌آبی درژنوتیپ متحمل افزایش بیان همراه بود. نتیجه‌گیری: نتایج حاصل به‌خوبی بیانگر این نکته است که تحمل به خشکی در چغندرقند نه‌تنها وابسته به افزایش بیان برخی پروتئین‌ها، بلکه مبتنی بر تنظیم دقیق شبکه‌ای از مسیرهای زیستی است که از طریق تنظیم تعادل بین تولید و مصرف انرژی، محافظت در برابر آسیب‌های اکسیداتیو و حفظ کارایی فتوسنتزی، امکان بقاء و عملکرد پایدار در شرایط نامطلوب را فراهم می‌کنند. بنابراین، شناسایی این پروتئین‌ها به‌عنوان نشانگرهای زیستی می‌تواند ابزار قدرتمندی برای غربالگری ژنوتیپ‌های متحمل و نیز هدفی برای برنامه‌های مهندسی ژنتیک و اصلاح گیاهان مقاوم به خشکی در چغندرقند و سایر محصولات زراعی باشد.