Modern Genetics Journal

fa بررسی پروتئوم برگ های دو لاین اینبرد ذرت (MSO2) و (TSO1) و نتاج SCO1 با استفاده از الکتروفورز دوبعدی Proteome Analysis of the Leaves of Two Inbred Maize Lines (MSO2 and TSO1) and Their Hybrid (SCO1) Using Two-Dimensional Electrophoresis ژنتیک گیاهی Subject 01 پژوهشی کامل Applicable گیاه ذرت (Zea mays L.) یکی از غلات بسیار مهم در جهان محسوب می‌شود. پروتئومیکس، مطالعه کامل پلی پپتیدهای بیان شده به‌وسیله ژن های یک سلول در یک اندام یا بافت ویژه، در یک مرحله خاص از نمو و تحت شرایط رشدی خاص است. در این تحقیق از پروتئومیکس جهت مطالعه تغییرات الگوی پروتئینی برگ‌های دو لاین اینبرد ذرت (MS02) و (TS01) و نتاج SC01 استفاده شده است. برای بررسی تغییرات الگوهای پروتئینی، نمونه‌برداری‌ها در مرحله‌ی گیاه کامل و پس از اتمام گرده‌افشانی انجام شد. برای مطالعه و شناسایی پروتئین‌های مرتبط با لاین اینبرد ذرت (MS02) و (TS01) و نتاج SC01، پروتئین کل براساس روش TCA-استون از برگ گیاه ذرت در مرحله گیاه کامل بعد از گرده‌افشانی استخراج و با روش الکتروفورز دو بعدی جداسازی شدند. در نرم‌افزار ImageMaster 2D Platinum 6.0، جرم مولکولی و نقطه ایزوالکتریک هر لکه تعیین شد و سپس برای شناسایی دقیق پروتئین‌ها، از طیف‌سنج جرمی استفاده شد. از مجموع 539 پروتئین شناسایی شده درSC01  و 258 پروتئین شناسایی شده در TS01 و 157 پروتئین شناسایی شده در MS02، 33 پروتئین تغییرات معنی داری نشان دادند که از این تعداد 11 لکه در نتاجSC01  مقدار آن‌ها کاهش و 22 لکه نیز افزایش بیان نشان دادند. اکثر پروتئین‌های شناسایی شده در برگ‌های دو لاین اینبرد ذرت (MS02) و (TS01) و نتاج SC01 پروتئین‌های دفاعی (33 درصد)، پروتئین‌های فتوسنتزی (21 درصد)، پروتئین‌های کانالی و پیام‌رسان (21 درصد)، نقش داشتند و کمترین تغییرات در پروتئین‌های هتروزیس (12 درصد)، پروتئین‌های متابولیسم و تولید انرژی (9 درصد)، پروتئین‌های ساختاری و جایگزینی (3 درصد) دیده شد. این پژوهش با استفاده از تکنیک پروتئومیکس و تجزیه الگوی پروتئینی برگ‌های دو لاین اینبرد ذرت(MS02) و (TS01) و نتاج هیبریدی SC01، توانست مجموعه‌ای از پروتئین‌های کلیدی درگیر در فرآیندهای دفاعی، فتوسنتز، و پیام‌رسانی را شناسایی کند. این پروتئین‌ها با افزایش و کاهش بیان در هیبرید SC01، بهبودهای قابل توجهی در عملکرد و پایداری آن نسبت به والدین ایجاد کرده‌اند. این نتایج می‌توانند مبنای علمی برای بهبود ویژگی‌های ژنتیکی و تولید ارقام هیبرید مقاوم‌تر به شرایط محیطی و بیماری‌زا باشند. <div style="text-align: justify;">Maize (Zea mays L.) is one of the most important cereal crops globally. Proteomics, the comprehensive study of the entire set of polypeptides expressed by the genes of a cell within a specific organ or tissue at a given developmental stage and under defined growth conditions, was employed in this study to analyze protein expression changes in the leaves of two maize inbred lines (MS02 and TS01) and their hybrid progeny, SC01. Protein samples were collected at the full-plant growth stage and post-pollination to investigate these changes. Total protein was extracted from maize leaves using the TCA-acetone method and separated via two-dimensional electrophoresis. Protein molecular weights and isoelectric points were determined using ImageMaster 2D Platinum 6.0 software, and mass spectrometry was used for precise protein identification. The analysis identified 539 proteins in SC01, 258 in TS01, and 157 in MS02, with 33 proteins exhibiting significant expression changes. Among these, 11 spots in SC01 showed reduced expression, while 22 spots exhibited increased expression. Functional categorization revealed that the majority of these proteins were involved in defense responses (33%), photosynthesis (21%), and signaling and channel functions (21%). Fewer changes were observed in heterosis-related proteins (12%), proteins associated with metabolism and energy production (9%), and structural and replacement proteins (3%). This study identified key proteins involved in defense mechanisms, photosynthesis, and signal transduction through the application of proteomics and the analysis of protein expression patterns in the leaves of two maize inbred lines and their hybrid. The differential expression of these proteins in the SC01 hybrid contributed to its enhanced performance and stability compared to the parent lines. These findings provide a scientific foundation for improving genetic traits and developing hybrid maize varieties with increased resistance to environmental stresses and pathogens.</div> الکتروفورز دو بعدی, پروتئین, پروتئومیکس, ذرت, طیف سنجی جرمی Protein, Proteomics, Two-Dimensional Electrophoresis, Mass Spectrometry, Maize 219 231 http://mg.genetics.ir/browse.php?a_code=A-10-102-2&slc_lang=fa&sid=1 yeganeh shafiei یگانه شفیعی yeganeh.shafiei@yahoo.com 10031947532846008374 10031947532846008374 No Department of Agricultural Biotechnology, Faculty of Agricultural Sciences, University of Guilan, Rasht, Iran گروه بیوتکنولوژی کشاورزی، دانشکده علوم کشاورزی، دانشگاه گیلان، رشت، ایران Mohammad Mohsenzadeh Golfazani محمد محسن زاده گلفزانی mohsenzadeh.mohamad@guilan.ac.ir 10031947532846008375 10031947532846008375 Yes Associate Professor, Department of Plant Biotechnology, Faculty of Agricultural Sciences, University of Guilan, Rasht, Iran. دانشیار ، گروه بیوتکنولوژی کشاورزی، دانشکده علوم کشاورزی، دانشگاه گیلان، رشت، ایران Sajjad Moharramnejad سجاد محرم نژاد sm.chakherlo@yahoo.com 10031947532846008376 10031947532846008376 No Research Assistant Professor, Agricultural and Horticultural Science Research Department, Agricultural and Natural Resources Research and Training Center of Ardabil Province (Moghan) استادیار پژوهش، بخش تحقیقات علوم زراعی و باغی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان اردبیل (مغان) Habibullah Samizadeh Lahiji حبیب اله سمیع زاده لاهیجی hsamizadeh@guilan.ac.ir 10031947532846008377 10031947532846008377 No Professor, Department of Plant Biotechnology, Faculty of Agricultural Sciences, University of Guilan, Rasht, Iran استاد، گروه بیوتکنولوژی کشاورزی، دانشکده علوم کشاورزی، دانشگاه گیلان، رشت، ایران Farzad Banaei Asl فرزاد بنائی اصل f.banaei@rifr-ac.ir 10031947532846008378 10031947532846008378 No Biotechnology Research Department, Research Institute of Forests and Rangelands, Agricultural Research, Education and Extension Organization, Tehran, Tehran, Iran استادیار بخش تحقیقات زیست‌فناوری،‌ موسسه تحقیقات جنگل‌ها و مراتع کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران