مطالعه نیمرخ بیانی در گیاه اسطوخودوس انگلیسی تحت تنش خشکی با روش توالی‌یابی رونوشت‌ها

نویسندگان

1 دانشجوی دکترای کشاورزی هسته ای، گروه اصلاح نباتات و بیوتکنولوژی، دانشکده تولیدات گیاهی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان،

2 گرگان گرگان-دانشگاه علوم کشاورزی

3 عضو هیات علمی/استادیار گروه اصلاح نباتات و بیوتکنولوژی، دانشکده کشاورزی دانشگاه شیراز

4 گروه اصلاح نباتات و بیوتکنولوژی، دانشکده تولید گیاهی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

doi
10.22103/jab.2020.14785.1172
چکیده

هدف: خشکی از مهمترین عوامل محدود­کننده زمین‌های کشاورزی بوده و اثرات نامطلوبی بر رشد و تولید گیاهان اعمال می­کند. اسطوخودوس انگلیسی گیاهی دارویی و معطر است که به­دلیل ارزش اسانس آن از اهمیت فوق­العاده­ای برخوردار است. با توجه به ماهیت نسبتا مقاوم این گیاه به کم­آبی، می­تواند جایگزین مناسبی برای گیاهان دارای نیاز آبی بالا در کشور باشد. به­منظور شناسایی برخی ژن­های دخیل در پاسخ به خشکی در گیاه اسطوخودوس انگلیسی، تحلیل ترنسکریپتوم این گیاه در شرایط تنش خشکی و شاهد با بکارگیری فناوری RNA-Seq انجام پذیرفت. روش: RNA­های پیام­رسان بافت برگ و گل گیاهان شاهد و تحت تنش خشکی توسط Illumina HiSeq. 2000  توالی­یابی  شد. ضمن اینکه فعالیت برخی آنزیم­های آنتی­اکسیدان، مالون­دآلدئید و دی­تیروزین در گیاهان شاهد و تحت تنش اندازه­گیری شد. یافته­ها: از مجموع 264126 رونوشت توالی­یابی شده، 1083 ژن در بافت گل و 150 ژن در بافت برگ در اثر اعمال تنش خشکی نسبت به گیاهان شاهد بیان افتراقی داشتند. چندین گروه GO شامل فعالیت کاتالیتیکی، پاسخ به محرک­ها و اتصال، در ژن­های دارای بیان افتراقی غنی شدند. همچنین آنالیز KEGG، مسیر­های مختلف مرتبط با تنش مثل سنتز متابولیت­های ثانویه، متابولیسم گلوتاتیون و پرولین و انتقال سیگنال هورمونی را شناسایی نمود. ضمن اینکه برخی ژن­های مرتبط با آنزیم­های آنتی­اکسیدانت در این تحقیق شناسایی شد. نتیجه­گیری: مطالعه حاضر اولین گزارش از کاربرد RNA-Seq در گیاه اسطوخودوس انگلیسی تحت تنش خشکی است. تحلیل بیوشیمیایی صورت گرفته در این تحقیق نیز با نتایج به دست آمده از RNA-Seq مطابقت داشته است. یافته­های حاصل از این تحقیق درک ما را از شبکه مولکولی پاسخ دهنده به تنش خشکی در گیاه اسطوخودوس انگلیسی توسعه داده است.