بررسی بیان ژن‌های دخیل در مقاومت درخت‌ سیب به شانکر اروپایی با استفاده از آنالیز داده‌های ترانسکریپتوم

نویسندگان

1 نویسنده مسئول: استادیار، گروه تنوع زیستی، پژوهشگاه علوم و تکنولوژی پیشرفته و علوم محیطی، دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته، کرمان، ایران

2 استاد، گروه اصلاح نباتات، دانشگاه علوم کشاورزی سوئد، کیخانستاد، سوئد

doi
10.22103/jab.2024.22780.1543
چکیده

چکیدههدف: یکی از مخرب ترین بیماری‌های درختان میوه، بیماری شانکر اروپایی با عامل قارچ بیماری زای Neonectria ditissima، در کشورهای تولید کننده سیب با هوای خنک می‌باشد. از آنجایی که کنترل این بیماری به دلیل حضور قارچ بیماری زا در طول کل سال دشوار است، این تحقیق به منظور بررسی الگوی بیان ژن‌های پاسخ دهنده به این عامل بیماری زا در سیب انجام شد که می‌تواند درک بهتر از تعامل بین میزبان و پاتوژن در جهت بهبود استراتژی‌های مدیریتی فراهم کند.مواد و روش ها: بدین منظور رقم نیمه مقاوم سیب ("جاناتان"، منشا نیویورک) با سوسپانسیون قارچ تلقیح داده شد و نمونه‌های شاهد و تلقیح داده شده برای استخراج RNA و توالی یابی در سه نقطه زمانی 5، 15 و 30 روز پس از تلقیح برداشت شدند. پس از کنترل کیفی و کمی RNA کل استخراج شده، توالی‌یابی کل ژنوم به صورت دو سویه توسط شرکت ایلومینا و دستگاه‌ توالی‌یاب Hiseq2000 انجام شد. کنترل کیفیت داده‌ها توسط نرم افزارFastQC صورت پذیرفت. سپس خوانش‌ها با استفاده از نرم افزارTopHat2 با ژنوم مرجع سیب نقشه‌یابی شدند. نرمال‌سازی و تجزیه و تحلیل ژن‌های با بیان متفاوت با نرم افزار DESeq2 و آنالیز غنی‌سازی مسیرهای DEGs با نرم افزار KEGG انجام شد.یافته ها: تجزیه و تحلیل‌های غنی‌سازی GO و KEGG در ژن‌های دارای بیان افتراقی (Differentially expressed genes, DEGs) ، تعدادی ژن مرتبط با پاسخ دفاعی را شناسایی نمود. در رقم سیب تلقیح ‌شده با N. ditissima، تغییرات قابل‌توجهی در ژن‌های مرتبط با دفاع و ژن‌های دخیل در سم‌زدایی، پراکسیداز و متابولیسم فنیل پروپانوئید مشاهده شد. بالاترین سطح بیان ژن‌های مرتبط با دفاع، 30 روز پس از تلقیح با N. ditissima دیده شد. این موضوع می‌تواند بیانگر این باشد که پاتوژن برای ایجاد آلودگی نیاز به زمان دارد و به سرعت نمی‌تواند در بافت گیاه گسترش پیدا کند. نتیجه گیری: ژن‌های شناسایی شده درگیر در بیماری ‌زایی N. ditissima دخیل در لیگنین شدن، سم‌زدایی، فسفوریلاسیون و دفاع پاتوژن بوده و منبعی ارزشمند در تحقیقات ژنتیکی هستند و به ما این امکان را می‌دهد تا تعامل پاتوژن با گیاه میزبان را بهتر درک کنیم و می توانند در برنامه‌های اصلاحی کنترل این بیماری مورد استفاده قرار گیرند.