امروز جمعه 31 فروردین 1397

مقایسه ترانسکریپتوم گیاه جو (Hordeum vulgare L.) رقم افضل در پاسخ به تنش شوری با استفاده از تکنیک RNA-Seq

Differential gene expression analysis on Afzal genotype of barley due to long-term salinity stress by RNA-Seq

MGJ-18-B-00505

ژنتیک گیاهی

پژوهشی کامل

Fa

 

 

تنش شوری یکی از مهم‌ترین تنش‌های محیطی است که منجر به کاهش رشد و عملکرد گیاهان زراعی می‌شود. برای زنده ماندن در چنین شرایطی، گیاهان باید بتوانند به سرعت به تنش شوری پاسخ دهند. مطالعات مولکولی در گیاهان مختلف نشان می‌دهد که این مکانیسم شامل شبکه‌های پیچیده‌ای از تنظیم بیان ژن است. یکی از غلات مهم زراعی که به‌عنوان گیاهی متحمل به شوری در بین خانواده گندمیان شناخته می‌شود گیاه جو می‌باشد. این تحقیق به‌منظور مقایسه الگوی بیان ژن‌های پاسخ دهنده به تنش بلند مدت شوری در رقم افضل، یکی از ارقام مقام جو کشور، انجام شد. به‌منظور اعمال تنش شوری، از آب‌شور حاصل از NaCl با EC حدود 12 دسی زیمنس بر متر برای آبیاری استفاده شد. RNA گیاه جو با کیت Trizol از گیاهان تحت تنش شوری و کنترل استخراج و سپس کتابخانه‌های cDNA تهیه و توالی‌یابی با استفاده از پلت فرم Illumina/HiSeq انجام شد. تجزیه‌های RNA-Seq با استفاده از پکیج systemPipeR، انجام شد. نتایج مقایسه بیان ژن نشان داد پس از اعمال تنش شوری 683 ژن با FC >1.5 و FDR<0.05 به‌طور معنی‌داری تغییر بیان یافتند. تجزیه‌های بیوانفورماتیک نشان داد که ژن‌های تغییر بیان یافته در ارتباط با فرایندهای مختلفی همچون تبادل آنیون، فعالیت آنتی‌پورترها، ترانسپورترهای یون سدیم، انتقال یون‌های فلزی توسط فعالیت حامل‌های ترانس ممبران، فعالیت گزارشگر ترانس ممبران و طیف وسیعی از آبشارهای کینازی و فسفاتازی می‌باشند. حجم زیاد اطلاعات به‌دست آمده در این تحقیق می‌تواند به‌عنوان منبع اطلاعاتی ارزشمند در مطالعات آتی به‌منظور دستورزی‌های ژنتیکی گیاه جو و تولید ارقام متحمل به شوری استفاده شد.

Salt stresse is one of the most important environmental stresses, which limits plant growth and development. To survive under such conditions, plants must be able to sense and respond rapidly. Molecular studies on various plants show that these events involve complex networks of gene regulation and gene expression. Barley is one of the important crop in Triticeae plants that is tolerant in saline condition. The aim of this study is comparing gene expression patterns in that response to salinity in Afzal cultivar, one of the resistant cultivar in Iran. RNA was extracted using Trizol kit from plants under treated and control condition. RNA libraries was prepared and sequencing was done using Illumina/HiSeq platform. RNA-Seq analysis was performed using systemPipeR package. Results show that in comparative differential gene expression analysis between saline and control condition 683 genes had significant changes with FDR<0.05 and FC>1.5. Bioinformatics analysis show that these genes are related to different pathway including anion ion exchanger, sodium ion transport, transition metal ion transmembrane transporter activity, protein serine/threonine phosphatase activity and lots of phosphatase activity. These large amount of achieved data can be used as a valuable information in future studies in aim of genetic manipulation in order to produce salt-tolerant cultivar.

نویسندگان مقاله
ناممحل خدمتپست الکترونیکی

فرزانه کوهزادی
F Koohzadi

نویسنده مسئول

محمد فارسی
M Farsi

farsi[AT]um.ac.ir نویسنده مسئول

عبدالرضا باقری
A Bagheri

نویسنده مسئول

منصور امیدی
M Omidi

نویسنده مسئول

توماس گیرکی
T Girke

نویسنده مسئول

هوشنگ علیزاده
H Alizadeh

نویسنده مسئول

مقالات چاپ شده