فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

پوسیدگی ساقه اسکلروتینیایی (SSR) که توسط قارچ خاکزاد Sclerotinia sclerotiorum ایجاد می‌شود، علاوه بر کاهش 10-20 درصدی عملکرد محصول، منجر به کاهش کیفیت بذر در کلزا (Brassica napus) می‌شود. عامل مهار زیستی Pseudomonas chlororaphis PA23 قادر است با القاء مقاومت سیستمیک، گیاه کلزا را از اثرات مخرب قارچ همی‌بیوتروف S. sclerotiorum مصون نگه دارد. با این حال سازوکار ملکولی القای مقاومت در برابر این بیمارگر تا حدود زیادی ناشناخته است. از این رو در مطالعه حاضر، الگوهای رونوشتی در گیاه کلزا با استفاده از سیستم کنترل زیستی باکتری PA23 مورد بررسی قرار گرفت تا با بررسی شبکه‌های برهم‌کنش پروتئین-پروتئین (PPI) به‌ویژه تمرکز بر ژن‌های کلیدی (Hub genes) احتمالی، هستی‌ شناسی ژن‌ها (Gene Ontology)، مسیرهای بیوشیمیایی و بررسی شبکه‌های تنظیمی از طریق بررسی پروموتر ژن‌های کلیدی و پیش‌بینی miRNAها در برهم‌کنش گیاه-بیمارگر، به اطلاعات جامع‌تری از پاسخ گیاه کلزا پیش تیمار شده با PA23 در برابر آلودگی S. sclerotiorum رسید. با استفاده از الگوریتم‌های محاسباتی افزونه CytoHubba در نرم‌افزار Cytoscape، گره‌هایی (Nodes) با بیشترین درجه برهم‌کنشی با سایر ژن‌ها در شبکه ژنی تحت عنوان ژن‌های کلیدی شناسایی شدند که عمدتاً در حفظ و بازیابی مسیرهای متابولیکی و فعالیت فتوسنتزی، کنترل وضعیت اکسیداسیون/ احیای (redox) سلولی، بیوسنتز اسیدهای آمینه آروماتیک و هورمون‌های گیاهی، فعال‌سازی پیام‌‌رسان‌های دفاعی وابسته به MAPK، تنظیم اسیمیلاسیون سولفور و بیوسنتز سیستئین نقش داشتند. همچنین تحلیل خوشه‌بندی شبکه با استفاده از الگوریتم IPCA در افزونه Cytocluster، ماژول‌های عملکردی را که عمدتاً در بیوسنتز اسیدهای آمینه آروماتیک و تولید متابولیت‌های دفاعی در مسیر شیکیمات نقش داشتند را به عنوان مسیرهای اصلی پاسخ دفاعی حاصل از PA23 در برابر SSR معرفی کرد. آنالیز پروموتر ژن‌های کلیدی در ناحیه5′UTR ، عناصر تنظیمی سیس (CRE) متنوعی نظیر موتیف‌های وابسته به پیام‌رسان اکسین را در تنظیم پاسخ‌های دفاعی بر علیه آلودگی S. sclerotiorum شناسایی کرد. پیش‌بینی miRNAهایی که با ژن‌های کلیدی برهم‌کنش دارند، با استفاده از برنامه وب محور psRNATarget، miRNAهای متعلق به خانواده‌های miR172، miR395، miR6028، miR6029، miR6032، miR6035، miR166، miR156، miR396 و miR824 را به عنوان عناصر اصلی شبکه تنظیمی بیان ژن‌های کلیدی معرفی کرد. شناخت این برهم‌کنش‌ها در القای سامانه دفاعی کلزا در برابر آلودگی قارچی SSR می‌تواند به توسعه سیستم‌های کنترل بیولوژیکی جهت مدیریت بیماری‌های گیاهی و حفاظت از سیستم‌های زراعی کمک کند و مکانیسم‌های پایه جهت ایجاد واریته‌های متحمل به بیماری را توسعه دهد.