fa مطالعه‌ی بیوانفورماتیکی نیم‌رخ بیان ژن گیاهچه‌های آرابیدوپسیس به منظور شناسایی ژن‌های کلیدی پاسخ‌دهنده به تنش گرما ژنتیک گیاهی Subject 01 پژوهشی کامل Applicable <p dir="RTL" style="text-align: justify;"><span style="font-size:14px;"><span style="font-family:Tahoma;"><span style="direction:rtl"><span style="unicode-bidi:embed"><span lang="AR-SA">تنش دمای بالا به‌عنوان یک چالش محیطی، رشد و نمو گیاهان را محدود می‌کند.</span> <span lang="AR-SA">گیاهان مکانیسم‌های مختلفی را برای پاسخ به تنش‌ گرما توسعه داده‌اند. در پژوهش حاضر جهت شناخت جنبه‌های مولکولی و بررسی‌ عملکردی تحمل گرمایی، داده‌های ریزآرایه پروفایل بیانی تنش گرما گیاهچه‌های آرابیدوپسیس با شماره دسترسی </span>GSE63128<span lang="AR-SA"> از پایگاه داده‌ی </span>GEO<span lang="AR-SA"> دریافت و مورد ارزیابی قرار گرفت. پس از کنترل کیفیت و نرمال‌سازی داده‌ها، از بسته‌ی </span>Limma<span lang="AR-SA"> برای ارزیابی ژن‌هایی با بیان افتراقی استفاده شد. تعداد 7780 ژن با بیان افتراقی در سطح معنی‌داری 01/0 و 2</span>|log₂Fold change| > <span lang="AR-SA">&nbsp;شناسایی شدند که در مراحل بعدی به بررسی دسته‌بندی هستی‌شناسی، مسیرهای </span>KEGG<span lang="AR-SA">، شبکه برهم‌کنش پروتئین/پروتئین و ژن‌های کلیدی بالقوه آن‌ها با</span> <span lang="AR-SA">استفاده از روش‌های بیوانفورماتیکی پرداخته شد‌.</span> <span lang="AR-SA">مشخص شد که در فرآیند بیولوژیکی، مهم‌ترین عبارت‌ها برای ژن‌هایی با بیان افتراقی پاسخ‌دهنده به تنش گرما مربوط به تنظیم رونویسی، فرایندهای اکسیداسیون/احیا و پاسخ به هورمون آبسزیک‌اسید می‌باشند. همچنین بر اساس بررسی مسیرهای متابولیکی در پایگاه داده</span><span lang="AR-SA">‌</span><span lang="AR-SA">ی </span><span dir="LTR">KEGG</span><span lang="AR-SA">، مسیرهای انتقال سیگنالی هورمون‌های گیاهی، بیوسنتز متابولیت‌های ثانویه و متابولیسم گلیسروفسفولیپیدها تحت تاثیر تنش گرما قرار گرفتند. از بین ژن‌های کلیدی شناسایی شده با درجه ارتباط بالا در ماژول‌ها، ژن‌های </span><i><span dir="LTR">ARF5</span></i>/<i><span dir="LTR">MP</span></i><span lang="AR-SA">، </span><i><span dir="LTR">TIR1</span></i><span lang="AR-SA"> به‌عنوان گیرنده اکسین، </span><i><span dir="LTR">WOL</span></i><span lang="AR-SA"> به‌عنوان گیرنده مسیر سایتوکنین، </span><i><span dir="LTR">SDP1L</span></i><span lang="AR-SA"> ژن‌ مؤثر در تجزیه تری آسیل گلیسرول، </span><i><span dir="LTR">LPAAT2/4</span></i><i> </i><span lang="AR-SA">ژن‌های مؤثر در بیوسنتز فسفولیپیدها </span><span lang="AR-SA">و ژن‌های مؤثر در بیوسنتز پرولین (</span><i><span dir="LTR">P5CS1</span></i><span lang="AR-SA"> و </span><i><span dir="LTR">P5CS2</span></i><span lang="AR-SA">) به‌عنوان ژن‌هایی که نقش کلیدی در پاسخ به تنش گرما دارند، معرفی شدند. بررسی عملکرد این ژن‌ها مشخص کرد که پاسخ‌های سازگاری به تنش گرما عمدتا به تنظیم رشد مریستم‌ انتهای ساقه و ریشه، رشد هیپوکوتیل، توسعه بافت‌های آوندی، فعال‌سازی پروتئین‌های شوک گرمایی، تغییر ترکیب لیپیدهای غشاء و تنظیم اکسیداسیون/احیا سلولی مربوط می‌شود. از این‌رو برنامه‌های اصلاحی جهت تقویت تحمل به گرما بایستی از طریق دست‌کاری اجزای دخیل در این مسیرها صورت گیرد.</span></span></span></span></span></p> <p></p> <div style="text-align: justify;"><span style="font-size:11pt"><span style="line-height:150%"><span style="unicode-bidi:embed"><span b="" nazanin="" style="font-family:"><span style="font-size:12.0pt"><span style="line-height:150%"><span new="" roman="" style="font-family:" times="">High</span></span></span><span dir="RTL" lang="AR-SA" style="font-size:12.0pt"><span style="line-height:150%"><span new="" roman="" style="font-family:" times="">-</span></span></span><span style="font-size:12.0pt"><span style="line-height:150%"><span new="" roman="" style="font-family:" times="">temperature stress is an environmental challenge limiting plant productivity and growth</span></span></span><span dir="RTL" lang="AR-SA" style="font-size:12.0pt"><span style="line-height:150%"><span new="" roman="" style="font-family:" times="">.</span></span></span><span style="font-size:12.0pt"><span style="line-height:150%"><span new="" roman="" style="font-family:" times=""><span style="color:black"> Plants have evolved various mechanisms to respond to heat stress. In this study, to explore the molecular aspects and functional analysis of heat tolerance, the microarray data of the expression profile of heat stress in <i>Arabidopsis</i> seedlings were retrieved from the gene expression omnibus database (GEO) database with accession number GSE103398. After quality control and data normalization, the Limma package was used to assess the differentially expressed genes (DEGs). The 7780 heat responsive DEGs were identified with the criteria of p-value <0.01 and |log₂Fold change| > 2 which were further analyzed by bioinformatics tools for gene ontology (GO) classification, KEGG pathways analysis, protein-protein interaction networks and potential hob genes.</span></span></span></span><span style="font-size:12.0pt"><span style="line-height:150%"><span new="" roman="" style="font-family:" times=""> For <span style="color:black">the biological process (BP), the most enriched GO terms in heat stress responsive DEGs were related to the regulation of transcription, oxidation-reduction process and response to abscisic acid. Based on the KEGG enrichment metabolic pathway, plant hormone signal transduction, biosynthesis of secondary metabolites and glycerophospholipid metabolism pathways were found to be majorly affected under heat stress. Among the identified candidate&ndash;hub genes with high connectivity in modules, Auxin Response Factor 5/MONOPTROS (<i>ARF5</i>/<i>MP</i>), <i>TIR1 </i>(transport inhibitor response1) as auxin receptor, <i>Arabidopsis</i> Histidine Kinase <i>4 (AHK4)/ WOL(Wooden Leg) </i>as cytokinin receptor, <i>SDP1-LIKE</i> (Sugar &ndash;dependent1 &ndash;like) involved in TAG degradation, 2-lysophosphatidic acid transferase 2/4 (<i>LPAT2/4</i>) involved in TAG biosynthesis and pyrroline-5-carboxylate synthetase1/2 (<i>P5CS1/2</i>) involved in proline biosynthesis were introduced as genes playing critical roles in responding to heat stress. Function analysis of the hob genes disclosed that the acclimatization responses to heat stress were mainly associated with control of root and shoot apical meristem activity, hypocotyl elongation, vascular tissues development, heat shock protein activation, changes in the membrane lipid composition and cellular redox homeostasis. </span>Therefore, breeding strategies must be developed to enhance heat tolerance by manipulating the components involved in these pathways.</span></span></span></span></span></span></span><br> &nbsp;</div> آرابیدوپسیس, تنش گرما, ریزآرایه, ژن‌های کلیدی, مسیرهای متابولیکی Arabidopsis, Heat stress, Microarray, Hob genes, Metabolic pathways 199 210 http://mg.genetics.ir/browse.php?a_code=A-10-342-1&slc_lang=fa&sid=1 Marziyeh Kiani Deh Kian مرضیه کیانی ده کیان marziyehkiyani1009@gmail.com 10031947532846007691 10031947532846007691 No Agricultural Sciences and Natural Resources University of Khuzestan دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان Hengameh Taheri هنگامه طاهری taheri@asnrukh.ac.ir 10031947532846007692 10031947532846007692 Yes Agricultural Sciences and Natural Resources University of Khuzestan گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی Ayeh Sadat Sadr آیه سادات صدر a.sadr@areeo.ac.ir 10031947532846007693 10031947532846007693 No Agricultural Sciences and Natural Resources University of Khuzestan پژوهشکده آبزی پروری آب‌های جنوب کشور