تعداد نشریات | 23 |
تعداد شمارهها | 383 |
تعداد مقالات | 3,036 |
تعداد مشاهده مقاله | 2,760,791 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 1,950,053 |
شناسایی ژنها و عناصر تنظیمی القاء شونده در پاسخ به تنشهای گرما و سرما در جو زراعی (Hordeum vulgare L.) | ||
بیوتکنولوژی و بیوشیمی غلات | ||
مقاله 5، دوره 1، شماره 4، دی 1401، صفحه 510-521 اصل مقاله (448.26 K) | ||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22126/cbb.2023.8631.1029 | ||
نویسنده | ||
دانیال کهریزی* | ||
گروه بیوتکنولوژی کشاورزی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس | ||
چکیده | ||
مقدمه: جو (Hordeum vulgare)، بهعنوان عضوی از خانواده گرامینه و از غلات مهمی است که در آب و هوای معتدل در سطح جهان رشد میکند. این گیاه یکی از اولین غلات کشت شده، به ویژه در اوراسیا در 10000 سال پیش بود. در سطح جهان 70 درصد تولید جو به عنوان علوفه دام استفاده می شود. این گیاه در مواجهه با تنشهای غیر زنده نسبتاً متحمل است. تنشهای محیطی یا غیرزیستی مانند گرما و سرما اثرات معنیداری بر روی تولیدات گیاهان زراعی و باغی دارند. گیاهان با استفاده از تغییر در بیان بسیاری از ژنهای موثر در فرایندهای فیزیولوژیک و زیستی به تنشهای محیطی عکس العمل نشان میدهند. مواد و روش ها: بهمنظور شناسایی ژنهای القاء شونده در پاسخ به تنشهای سرما و گرما در گیاه جو (Hordeum vulgare L.)، دادههای ریزآرایه از دو آزمایش مورد بررسی قرار گرفتند. این تحقیق با استفاده از دادههای خام موجود در پایگاه اطلاعاتی ArrayExpress که مربوط به دو آزمایش جداگانه در تنش گرما و سرما به ترتیب در 2 و 3 تکرار در گیاه جو بود، مورد آنالیز و بررسی قرار گرفت. تجزیه مورد نظر با استفاده از نرمافزار FlexArray انجام شد و ژنهای افتراقی موجود در هر دو تنش مشخص شدند. ژنهای مورد بررسی با استفاده از روش (RMA) Robust Multiarray Average نرمال شدند و ژنهایی که دارای P-value مساوی و کمتر از 5 درصد بودند، انتخابشده و همینطور میزان تغییر (Fold change) ژنهایی که بالای 2 بودند انتخاب شدند. آنالیز هستیشناسی ژنها با استفاده از سایت AgriGo انجام شد و گروههای کارکردی آنها در سه قسمت فرایندهای بیولوژیک، اجزای سلولی و عملکرد مولکولی دستهبندی شدند. توالی 1500 نوکلئوتید بالادست ژنهای موثر در پاسخ به تنش گرما و سرما از سایت Ensembl Plants استخراج شد. عناصر تنظیمی ژنهای کارکردی موثر در پاسخ به تنشهای گرما و سرما با استفاده از سایت PlantCare شناسایی و ارائه شدند. یافته ها: نتایج نشان دادند که 362 و 316 ژن بهترتیب در تنشهای سرما و گرما بهصورت افتراقی بیان شدند. آنالیز هستیشناسی ژن نشان داد که ژنهای افتراقی بیشتر در ترکیبات سلولی، همچون فرایندهای زیستی و عملکردهای مولکولی مختلف دخالت دارند. عناصر تنظیمکننده فعالیت رونویسی دارای نقش اساسی در تنظیم بیان ژن در برابر تنشها میباشند. همچنین 1500 نوکلئوتید بالادست ژنهای افتراقی برای پیدا کردن عناصر تنظیمی مورد شناسایی قرار گرفتند. نتیجه گیری: بنابراین بر اساس تحلیلهای انجام شده، بهنظر میرسد که عوامل تنظیمی پاسخدهنده به نور و هورمونها بهخصوص متیل جاسمونات نقش مهمی در کنترل بیان ژنها در برابر تنشهای غیر زیستی موردمطالعه دارند. نتایج این مطالعه مقایسهای و گسترده میتواند رویکرد جدیدی را در ژنها و عناصر تنظیمی موثر در پاسخ به تنشهای سرما و گرما در گیاه جو در اختیار قرار دهد. | ||
کلیدواژهها | ||
پروموتر؛ تنشهای محیطی؛ ژنهای دارای بیان افتراقی؛ جو؛ عناصر تنظیمی | ||
مراجع | ||
Almutairi, Z. M. 2023. Expression profiling and characterization of a G-Box binding protein, B12Dg, from pearl millet. Journal of King Saud University-Science, 35(1):102448. Alshareef, N. O., Otterbach, S. L., Allu, A. D., Woo, Y. H., de Werk, T., Kamranfar, I., Mueller-Roeber, B., Tester, M., Balazadeh, S., & Schmöckel, S. M. 2022. NAC transcription factors ATAF1 and ANAC055 affect the heat stress response in Arabidopsis. Scientific Reports, 12(1):1-15. Ceylan, H. 2022. Integrated bioinformatics analysis to identify alternative therapeutic targets for alzheimer’s disease: insights from a synaptic machinery perspective. Journal of Molecular Neuroscience.Feb;72(2):273-86. Deng, P., Yan, T., Ji, W., Zhang, G., Wu, L., & Wu, D. 2022. Population‐level transcriptomes reveal gene expression and splicing underlying cadmium accumulation in barley. The Plant Journal, 112(3):847-859. Derbyshire, M. C., Batley, J., & Edwards, D. 2022. Use of multiple ‘omics techniques to accelerate the breeding of abiotic stress tolerant crops. Current Plant Biology, 100262. Ebeed, H. T. 2022. Genome-wide analysis of polyamine biosynthesis genes in wheat reveals gene expression specificity and involvement of STRE and MYB-elements in regulating polyamines under drought. BMC genomics, 23(1):1-21. Feng, L., Wei, L., Liu, Y., Hu, D., Gong, W., Liao, W.. 2023. Hydrogen peroxide is involved in methyl jasmonate-induced adventitious rooting in cucumber under cadmium stress. Scientia Horticulturae, 309:111666. Ghorbani, A., Pishkar, L., Roodbari, N., Tavakoli, S. A., Jahromi, E. M., & Wu, C. 2022. Nitrate reductase is needed for methyl jasmonate-mediated arsenic toxicity tolerance of rice by modulating the antioxidant defense system, glyoxalase system and arsenic sequestration mechanism. Journal of Plant Growth Regulation,1-13. Jin, Y., Ding, X., Li, J., & Guo, Z. 2022. Isolation and characterization of wheat ice recrystallisation inhibition gene promoter involved in low temperature and methyl jasmonate responses. Physiology and Molecular Biology of Plants,1-11. Qi, X., Di, Z., Li, Y., Zhang, Z., Guo, M., Tong, B., Lu, Y., Zhang, Y., & Zheng, J. 2022. Genome-wide identification and expression profiling of heat shock protein 20 gene family in sorbus pohuashanensis (Hance) Hedl under abiotic stress. Genes, 13(12):2241. Qiu, X., Zhao, H., Abubakar, A.S., Shao, D., Chen, J., Chen:, Yu, C., Wang, X., Chen, K., & Zhu, A. 2022. Genome-wide analysis of AP2/ERF fene superfamily in ramie (Boehmeria nivea L.) revealed their synergistic roles in regulating abiotic stress resistance and ramet development. International Journal of Molecular Sciences, 23(23):15117. Ren, C., Kuang, Y., Lin, Y., Guo, Y., Li, H., Fan:, Li, S., & Liang, Z. 2022. Overexpression of grape ABA receptor gene VaPYL4 enhances tolerance to multiple abiotic stresses in Arabidopsis. BMC Plant Biology, 22(1):1-14. Saharan, B. S., Brar, B., Duhan, J. S., Kumar, R., Marwaha, S., Rajput, V. D., & Minkina, T. 2022. Molecular and physiological mechanisms to mitigate abiotic stress conditions in plants. Life, 12(10):1634. She, K., Pan, W., Yan, Y., Shi, T., Chu, Y., Cheng, Y., Ma, B., & Song, W. 2022. Genome-wide identification, evolution and expressional analysis of OSCA gene family in barley (Hordeum vulgare L.). International Journal of Molecular Sciences, 23(21):13027. Shen, W., Song, Z., Zhong, X., Huang, M., Shen, D., Gao, P., Qian, X., Wang, M., He, X., Wang, T., & Li, S. 2022. Sangerbox: A comprehensive, interaction‐friendly clinical bioinformatics analysis platform. Imeta,1(3):e36. Soliman, S., Wang, Y., Han, Z., Pervaiz, T. and El-Kereamy, A. 2022. Strigolactones in plants and their interaction with the ecological nicrobiome in response to abiotic stress. Plants, 11(24): 3499. Tariq, R., Hussain, A., Tariq, A., Khalid, M. H. B., Khan, I., Basim, H., & Ingvarsson, K. 2022. Genome-wide analyses of the mung bean NAC gene family reveals orthologs, co-expression networking and expression profiling under abiotic and biotic stresses. BMC Plant Biology, 22(1):1-18. Verslues, P. E., Bailey-Serres, J., Brodersen, C., Buckley, T. N., Conti, L., Christmann, A., Dinneny, J. R., Grill, E., Hayes, S., Heckman, R. W., & Hsu, P. K. 2023. Burning questions for a warming and changing world: 15 unknowns in plant abiotic stress. The Plant Cell. 35(1):67-108. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 181 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 238 |