بررسی اثر تنش خشکی بر میزان بیان کلاس های مختلف ژن کیتیناز در برگ سیب زمینی

هدف: سیب زمینی (Solanum tuberosum L.) متعلق به خانواده solanaceae است و از نظر میزان مصرف در تغذیه انسان، در جایگاه سوم بعد از گندم و برنج قرار دارد. چندین عامل زیستی و غیرزیستی رشد سیب زمینی را محدود کرده و باعث کاهش عملکرد بالقوه آن می شوند. در شرایط تنش خشکی و کم آبی، سطح بیان بسیاری از ژن ها تغییر یافته و تجمع پروتئین های مرتبط با تنش تحت تاثیر قرار می گیرد. کیتینازها، پروتئین هایی هستند که در شرایط طبیعی سطح بیان پایه را نشان می دهند، اما در شرایط بیماری و برخی تنش های غیرزنده، بیان آنها به طور چشمگیری افزایش می یابد. وجود تنوع زیاد در کیتیناز های گیاهی و القای آن توسط طیف وسیعی از عوامل غیر زیستی، نشان دهنده نقش مهم آن ها در عملکرد های مربوط به دفاع و تنش می باشد. از آنجا که گیاه سیب زمینی از اهمیت اقتصادی بالایی جهان برخوردار است، و تنش خشکی، تولید جهانی کشاورزی را محدود می کند، در این پژوهش، اثر تنش خشکی بر میزان بیان کلاس های مختلف ژن کیتیناز مورد بررسی قرار گرفت.مواد و روش ها: در این پژوهش، خانواده ژنی کیتیناز در گیاه سیب زمینی به روش بیوانفورماتیکی و محاسباتی شناسایی شد. سپس بر اساس نتایج حاصل از آنالیز داده های RNA-Seq مربوط به تنش خشکی، از هر کلاس ژن کیتیناز یک ژن انتخاب، و میزان بیان آن در شرایط کم آبی (۵۰% ظرفیت زراعی) به روش Real-time PCR مورد ارزیابی قرار گرفت. آنالیز نتایج واکنش Real Time PCR با استفاده از روش لیواک و با استفاده از فرمول ۲-ΔΔct انجام شد.یافته ها: کلاس های مختلف ژن کیتیناز میزان بیان متفاوتی را در شرایط اعمال تنش خشکی نشان دادند. ژن کیتیناز متعلق به کلاس I دارای بیشترین میزان بیان و کیتیناز متعلق به کلاسV کمترین میزان بیان را داشتند.نتیجه گیری: با توجه به نقشی که پروتئین کیتیناز در تنش های غیر زیستی دارند، با تعیین میزان بیان هر کلاس ژنی، می توان از آنها برای اهداف انتقال ژن بهره گرفت. همچنین با شناسایی عناصر تنظیمی مرتبط با تنش خشکی و اثر آن بر میزان بیان ژن کیتیناز، می توان توالی مربوط به عناصر تنظیمی بطور مصنوعی سنتز شده و برای تقویت پروموتر ژن ها، در سیستم های مختلف بیانی استفاده کرد.

کلیدواژه ها:

تنش خشکی ، پروتئین کیتیناز ، سیب زمینی (Solanum tuberosum) ، Real-time PCR