فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

مقدمه: تغییرات آب و هوایی و افزایش شدت و مدت تنش‌های محیطی بر عملکرد و تولید جهانی اکثر گیاهان زراعی از جمله گندم تاثیر گذاشته است. بر این اساس بررسی اثر تنش‌های محیطی بر تغییرات سلولی در سطح ملکولی جهت تشخیص مکانیسم‌های تنظیمی و استفاده از آنها برای افزایش تحمل و مقاومت در گیاهان اهمیت ویژه‌ای پیدا کرده است. گیاهان برای ﻣﻘﺎﺑﻠﻪ ﺑﺎ ﺗﻨﺶﻫﺎی محیطی راهﮐﺎرﻫﺎی ﻣﺨﺘﻠﻔﯽ از ﺟﻤﻠﻪ ﺗﻮﻟﯿﺪ ﺳﺮﯾﻊ ﮔﻮﻧﻪﻫﺎی ﻓﻌﺎل اﮐﺴﯿﮋن (ROS) ﮐﻪ ﺑﻪ ﻋﻨﻮان اﻧﻔﺠﺎر اﮐﺴﯿﺪی ﻣﻌﺮوف اﺳﺖ، بهره می­گیرند. گونه­های ﻓﻌﺎل در ﻣﻘﺪار اﻧﺪک ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﭘﯿﺎم رﺳﺎن­های ثانویه در ﺟﺮﯾﺎن ﻓﺮاﯾﻨﺪﻫﺎی دﻓﺎﻋﯽ ﮔﯿﺎه و ﺳﺎزﮔﺎری در ﻣﻘﺎﺑﻞ اﺳﺘﺮسﻫﺎی ﻣﺨﺘﻠﻒ ﻧﻘﺶ اﺳﺎﺳﯽ را ﺑﺮ ﻋﻬﺪه دارﻧﺪ اما ﺗﺪاوم ﺗﻨﺶ و ﺗﺠﻤﻊ ﺑﯿﺶ از ﺣﺪ ﮔﻮﻧﻪﻫﺎی ﻓﻌﺎل، ﺗﻌﺎدل اﮐﺴﺎﯾﺶ-ﮐﺎﻫﺶ در ﮔﯿﺎه را ﺑﺮ ﻫﻢ زده و ﻣﻮﺟﺐ تنش اکسیدی ﻣﯽﺷﻮد. ﮔﻮﻧﻪﻫﺎی ﻓﻌﺎل اﮐﺴﯿﮋن در ﮐﻠﺮوﭘﻼﺳﺖ، ﻣﯿﺘﻮﮐﻨﺪری، ﭘﺮاﮐﺴﯽزوم در ﺳﯿﺘﻮﭘﻼﺳﻢ، ﭘﺮاﮐﺴﯿﺪاز و آﻣﯿﻦ­اﮐﺴﯿﺪاز ﻣﻮﺟﻮد در دﯾﻮاره ﺳﻠﻮﻟﯽ و آﻧﺰﯾﻢﻫﺎی خانواده NADP(H) oxidase (NOX) ﻏﺸﺎی ﺳﻠﻮﻟﯽ ﺗﻮﻟﯿﺪ ﻣﯽﺷﻮﻧﺪ. در این میان ژن­های NAD(P)H oxidase با تحریک ژن‌های مرتبط با ایجاد گونه­های فعال اکسیژن نقش بسیار مهمی در پاسخ گیاه به تغییرات محیطی ایفا می­کنند. این خانواده ژنی همچنین ﺑﺎ اﻧﺘﻘﺎل اﻟﮑﺘﺮون از NAD(P)H ﺑﻪ اﮐﺴﯿﮋن ﻣﻮﻟﮑﻮﻟﯽ ﯾﻮن ﺳﻮﭘﺮاﮐﺴﯿﺪ را ﺗﻮﻟﯿﺪ کرده و در ادامه قادر به تولید انواع گونه­های فعال اکسیژن هستند. این پژوهش با هدف بررسی ناحیه راه­انداز ژن رمزکننده NAD(P)H oxidase در ژنوم گندم جهت شناسایی عناصر تنظیمی تاثیرگذار بر بیان آن در گندم انجام گردید.مواد و روش‌ها: راه انداز ژن­ها و عناصر تنظیمی مهمی که در آن قرار دارد نقش مهمی در تنظیم بیان ژن در شرایط مختلف و در در نتیجه در ایجاد سازگاری گیاهان با تغییرات محیطی را بر عهده دارد. جهت بررسی چگونگی تنظیم بیان ژن NAD(P)H oxidase ناحیه راه­انداز ژن با استفاده از پایگاه داده‌های بیوانفورماتیک و نرم افزارهای تحلیلی، مورد بررسی قرار گرفت. ابتدا با استفاده از سایت NCBI توالی مربوط به ژن رمزکننده این آنزیم در گندم شناسایی شد. جهت شناسایی عناصر تنظیمی در بالادست این ژن در ناحیه راه‌انداز ژنی 1500 جفت باز از ناحیه آغاز رونویسی جدا گردید و سپس این توالی‌ها با استفاده از سایت PlantEnsemble مورد بررسی قرار گرفت. برای شناسایی عناصر تنظیمی مهم در بیان ژن که هر کدام نقش مشخصی در تنش­های مختلف ایفا می کنند، توالی راه­انداز توسط سایت PlantCare بررسی شد.یافته‌ها: نتایج نشان داد که عناصر تنظیمی مختلفی که در مسیرهای بیوشیمیایی مختلف دخالت دارند می‌توانند بر میزان بیان ژن های NAD(P)H oxidase در گندم تاثیر گذار باشند. از جمله عناصر تنظیمی که به وسیله آنالیز راه­انداز شناسایی شدند می‌توان ABRE, TCA motif, TGACG motif, ARE, CCAAT-Box, skn-1-motif, circadian را نام برد که هر کدام به وسیله هورمون­ها و فاکتورهای رونویسی مختلف شناسایی می شوند.نتیجه‌گیری: تحلیل­ها نشان داد تغییرات شرایط محیطی توانایی ایجاد تغییر بیان ژن آنزیم NAD(P)H oxidase را دارند. هورمون­ها و فاکتورهای رونویسی هر کدام عناصر تنظیمی خاصی را در راه­انداز ژن مورد هدف قرار می­دهند و از این طریق موجب تغییر میزان بیان آنزیم می­شوند. آنزیم در ابتدا با ایجاد یون سوپراکسید و در ادامه تولید انواع گونه­های فعال اکسیژن که نقش پیام­رسان ثانویه در گیاه را دارند موجب سازگاری گیاه با شرایط محیطی می­شود. از جمله عناصر تنظیمی که به وسیله آنالیز راه­انداز شناسایی شدند می‌توان ABRE, TCA motif, TGACG motif, ARE, CCAAT-Box, skn-1-motif, circadian را نام برد. این عناصر به ترتیب در مسیرهای پاسخ به هورمون­های آبسیزیک اسید، ﺳﺎﻟﯿﺴﯿﻠﯿﮏ اﺳﯿد و جاسمونیک اسید، مسیرهای واکنش­های غیر هوازی، پاسخ به خشکی از طریق فاکتورهای رونویسی MYB، مسیر آندوسپرم گیاه و واکنش­های نوری نقش دارند که همگی موجب پاسخ بهتر گیاه در مراحل مختلف رشدی و سازگاری با شرایط متغیر محیطی می­شوند.