فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

مقدمه: غلات منبع اصلی انرژی برای مصرف انسان و خوراک دام هستند. غلات در طول زندگی خود با تنش­های زنده و غیرزنده متعددی مواجهه می شوند که در بیشتر موارد به آنها خسارت وارد کرده و روی کیفیت و کمیت محصول آنها تاثیر می­گذارند. بنابراین، حفظ عملکرد آنها با جلوگیری از حمله پاتوژن­های بیمارگر به ویژه قارچ­ها و اوومیست­ها از اهمیت بالایی برخوردار است. پروتئین­های متعددی در مسیرهای سیگنالینگ مولکولی ویژه­ای در مقاومت غلات به تنش­ها دخالت دارند. در این میان، پروتئین‌های دارای موتیف لیزین(LysM)  نقش مهمی در ایمنی ذاتی گیاهان، روابط همزیستی بین گیاهان و میکروارگانیسم‌ها و بیوسنتز دیواره سلولی دارند. با این حال، مسیرهای تکاملی و تنوع عملکردی این خانواده از پروتئین‌ها برای مهمترین گیاهان زراعی بشر از جمله غلات به‌طور کامل ناشناخته باقی مانده است.مواد و روش‌ها: در این مطالعه، یک تجزیه و تحلیل جامع ژنومی روی خانواده­های ژنی دارای موتیف LysM در هفت گونه اصلی غلات شامل: Avena sativa، Oryza sativa، Triticum aestivum، Sorghum bicolor، Hordeum vulgare، Zea mays و Secale cereale صورت گرفت. از ابزارهای بیوانفورماتیکی برای شناسایی ژن­ها و پروتئین‌های دارای موتیف لیزین (LysM) استفاده شد. غربالگری ژن­ها برای استخراج ژن­های هدف بر اساس نرم افزارهای مختلف و با توجه به پارامترهای پیش فرض، مشخص گردید.یافته‌ها: در مجموع و در ژنوم این هفت غله، تعداد 106 ژن دارای موتیف LysM شناسایی شدند که در بین آنها، تنوع ساختاری قابل توجهی مشاهد شد و الگوهای پراکندگی کروموزومی متنوعی از خود نشان دادند. تجزیه و تحلیل­های فیلوژنتیکی، این ژن‌ها را به سه زیرخانواده‌ی مجزا طبقه‌بندی کرد که این موضوع نشان‌دهنده‌ی حفظ شدگی این پروتئین­ها در کنار روند تکامل اختصاصی آنها  است. تجزیه و تحلیل‌های بیشتر این ژن­ها، سینتنی (Synteny) و هم‌خطی (Collinearity) قابل توجهی را میان گونه‌های غلات نشان داد که بر محدودیت‌های تکاملی و حفظ عملکرد این خانواده از ژن­ها دلالت دارد. بررسی ساختار ژنی و تجزیه و تحلیل موتیف‌های حفاظت‌شده نیز بر تنوع عملکردی این ژن‌ها تأکید داشت. تجزیه و تحلیل عناصر تنظیمی Cis بیانگر نقش ژن‌های LysM در پاسخ به تنش‌های زیستی و غیرزیستی، به‌ویژه شناسایی عوامل بیماری‌زا و مسیرهای سیگنال‌دهی بود.نتیجه‌گیری: یافته‌های این پژوهش، نشان دادند که ژن­های داری موتیف  LysMدارای پویایی تکاملی و اهمیت عملکردی در غلات هستند و از این رو، می­توان از آنها برای برنامه‌های اصلاح مولکولی غلات استفاده نمود. نتایج مطالعه حاضر، درک ما را از مکانیسم‌های مولکولی مبتنی بر ژن‌های داری موتیف  LysMو کاربردهای بالقوه‌ی آن‌ها در راهبردهای بهنژادی با هدف افزایش مقاومت به تنش و بهره‌وری در غلات را افزایش می‌دهد.