شناسائی، ارزیابی بیوانفورماتیکی و بررسی بیان ژن DREB2 در گندم محلی کلک افغانی تحت شرایط تنش شوری
نویسندگان
1 دانشگاه زابل. پژوهشکده زیست فناوری کشاورزی. زابل. ایران
2 استاد، گروه زراعت، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زابل، زابل، ایران.
3 دانشکده کشاورزی. گروه زراعت. دانشگاه زابل. زابل . ایران
4 گروه اصلاح نباتات و بیوتکنولوژی دانشکده کشاورزی دانشگاه زابل
5 گروه زیست شناسی دانشکده علوم دانشگاه یزد
doi
10.22103/jab.2021.16853.1279چکیده
هدف: خانواده ژنی DREB، از فاکتورهای رونویسی موثر در تحمل گیاهان به تنشهای محیطی از جمله تنش شوری هستند. پژوهش حاضر با هدف شناسائی و ارزیابی بیان ژن DREB2 در غلظتهای مختلف شوری در گندم محلی کلک افغانی صورت گرفت. مواد و روشها: تیمار تنش شوری با بکارگیری نمک NaCl به گندم اعمال شد. تیمارهای آزمایشی شامل سطوح مختلف شوری (صفر، 100، 150، 200، 250 و300 میلیمولار) بود. سپس استخراج RNA و سنتز cDNA انجام شد و تکثیر قطعه اختصاصی ژن DREB2 با پرایمرهای اختصاصی صورت گرفت. در ادامه ترانسکریپت بدست آمده، برای توالییابی ارسال شد و به منظور شناسائی ژن DREB2، توالی مورد تحلیل قرار گرفت. نتایج: توالی جزئی ژن DREB2 گندم محلی کلک افغانی در پایگاه NCBI با شماره دستیابی KR106189 ثبت گردید. نتایج حاصل از همردیفی، نشان داد که توالی بدست آمده، بیش از 95 درصد با توالی این ژن در گیاهان Triticum dicoccoides و Agropyrum elongatumمشابهت دارد. بررسی ساختار دوم توالی پروتئینی DREB2 از طریق برنامههای PSIpred و SOPMA نشان داد که این توالی دارای 46 مارپیچ آلفا (86/32 %)، 11 پیچ بتا (86/7 %)، 9 رشته بلند (43/6 %) و 74 مارپیچ تصادفی (86/52 %) میباشد. نتایج ارزیابی بیان ژن DREB2 نشان داد که غلظت mM 100 تنش شوری، تاثیر بسزایی در افزایش بیان ژن دارد. به طورکلی بیشترین تاثیر در بیان ژن DREB2 را غلظت mM 100 تنش شوری داشت و کمترین مقدار مربوط به غلظت mM 300 تنش شوری بود. نتیجهگیری: بطور کلی، ژن DREB2 در مقایسه با سایر ژنهای القاشونده توسط تنش، تحمل گیاه را افزایش میدهد و همین امر موجب شده این ژنها جهت مهندسی ژنتیک و بهبود عملکرد محصولات، هدف مطلوب و مناسبی باشند. به نظر می رسد دلیل اینکه میزان بیان ژن DREB2 در غلظتهای بالا افزایش نمی یابد، بارگیری نمک بیشتر از توان سلول ها برای انتقال آن باشد. در این شرایط نمک به سیتوپلاسم منتقل میشوند و مانع از فعالیتهای آنزیمی میگردد. همچنین پیامد رایج ناشی از تجمع غلظتهای بالای نمک، تجمع مقادیر زیادی از اکسیژن فعال آزاد (ROS) باشد که میتواند سبب اکسیداسیون پروتئین ها، آسیب به DNA سلولی، پراکسیداسیون لیپیدها و ایجاد اثر متقابل با دیگر اجزای حیاتی سلول گردد که منجر به سمیت سلول میگردد.