پژوهش‌های ژنتیک گیاهی

شناسایی و توالی‌یابی ژن‌های دیفنسین در گیاه جو (.Hordeum vulgare L): بررسی بیوانفورماتیکی و تغییرات بیان در پاسخ به تنش‌های زیستی و غیرزیستی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

زینب صفار 1
سید محسن سهرابی 2
محمد معتمدی 1
آناهیتا پنجی 3

1 گروه بیوتکنولوژی گیاهی، واحد شوشتر، دانشگاه آزاد اسلامی، شوشتر

2 گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهوا ز

3 گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه لرستان، خر م آباد

https://doi.org/10.22034/pgr.2024.11.2.4
چکیده
دیفنسین‌ها به­ عنوان پپتیدهای ضدمیکروبی، نقش مهمی در سیستم دفاعی گیاهان دارند. گیاه جو (Hordeum vulgare L.) به‌دلیل اهمیت در کشاورزی و مقاومت نسبی به شرایط نامساعد، گزینه مناسبی برای شناسایی و بررسی ژن‌های دیفنسین به‌منظور افزایش تحمل به تنش‌های مختلف است. در مطالعه حاضر، اعضای خانواده ژنی دیفنسین گیاه جو با استفاده از روش­های بیوانفورماتیکی شناسایی شدند. بدین منظور توالی‌های پروتئینی با استفاده از ابزار tBLASTn از پایگاه‌های داده به‌دست آمد و خصوصیات فیزیکوشیمیایی، ویژگی‌های ساختار پروتئینی، عناصر سیس و عوامل رونویسی، فعالیت ضدمیکروبی و درخت فیلوژنتیکی مورد بررسی قرار گرفت. همچنین، تجزیه و تحلیل‌های in silico برای ارزیابی بیان ژن‌ها تحت شرایط مختلف تنش‌های زیستی و غیرزیستی انجام شد. در نهایت از برگ گیاهچه­های کشت داده شده، DNA ژنومی استخراج و ژن­های شناسایی شده توالی­یابی شدند. نتایج این پژوهش به شناسایی 13 ژن دیفنسین در جو منجر شد. بررسی‌ها نشان داد که این ژن‌ها دارای چهار پیوند دی­سولفیدی حفاظت شده، پپتیدهای نشانه‌ای برای ترشح به فضای خارج سلولی، فسفوریلاسیون پس از ترجمه هستند و در تعاملات دفاعی گیاه با بیمارگر‌ها نقش دارند. تحلیل‌های بیان ژنی نشان داد که این ژن‌ها در پاسخ به تنش‌های زیستی و غیرزیستی به‌صورت افزایش یا کاهش بیان تغییر می‌کنند. بررسی ویژگی‌های فیزیکوشیمیایی نشان داد که ژن‌های Def6 و Def10 دارای بیشترین پایداری ساختاری هستند. تجزیه‌وتحلیل بیان ژنی نشان داد که ژن‌های Def2، Def5 و Def10 بیشترین القا را در پاسخ به تنش‌های غیرزیستی و ژن‌های Def6 و Def10 بیشترین القا را در شرایط تنش زیستی دارند. این مطالعه نقش چندگانه دیفنسین‌ها در تقویت مقاومت گیاه جو به تنش‌های زیستی و غیرزیستی را نشان می‌دهد. نتایج به‌دست آمده می‌تواند به‌عنوان مبنایی برای مطالعات آینده در بهبود مقاومت گیاهان زراعی و توسعه استراتژی‌های به‌نژادی و مهندسی ژنتیک جهت افزایش مقاومت به تنش‌های محیطی و عوامل بیماری‌زا مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه‌ها

آنالیز بیوانفورماتیکی
پپتید‌های دیفنسین
تنش‌های زیستی و غیر زیستی
خاصیت ضد میکروبی
جو
پژوهش‌های ژنتیک گیاهی
دوره 11، شماره 2
دی 1403
صفحه 47-64

صفحه اصلی

راهنمای نویسندگان

ارسال مقاله

داوران

تماس با ما