تنظيم بيان ژن سوكروز فسفات فسفاتاز در گندم نان و گونه هاي اجدادي آن تحت تنش شوري

هدف:سوكروز يا ساكارز محصول اصلي فتوسنتز در گياهان مي‏باشد كه نقش‏هاي مهمي در رشد، نمو، ذخيره انرژي، انتقال سيگنال و سازگاري با تنش‌هاي محيطي دارد. ژن سوكروز فسفات فسفاتاز (SPP)، آخرين مرحله در مسير بيوسنتز سوكروز كه يك واكنش غير برگشت پذير است را كاتاليز مي‌كند. در اين پژوهش ژن‌هاي اورتولوگ SPP در گندم نان و گونه‌هاي اجدادي آن شناسايي و انتخاب شد و تغييرات ميزان بيان آنها در پاسخ به تنش شوري مورد ارزيابي قرار گرفت.مواد و روش‌هابذور گندم نان (Triticum aestivum CV. Rooshan) ، گندم دوروم (Triticum turgidum CV. Hana) و آجيلوپس (Aegilops tauschii) از موسسه تحقيقات اصلاح و تهيه نهال و بذر كرج تهيه شد. استخراج RNA از بافت‌هاي ريشه و برگ گياهان كنترل و تحت تيمار (NaCl 200 mM) انجام شد و تغييرات بيان با روش qRT PCR مورد ارزيابي قرار گرفت. به منظور مطالعه رخدادهاي تكاملي و شناسايي روابط فيلوژني بين اورتولوگ‌ها و پارالوگ‌هاي ژن SPP، درخت ژني رسم شد. با استفاده از ابزار آنلاين psRNATarget امكان تنظيم پس از رونويسي با واسطه miRNA ها نيز مورد ارزيابي قرار گرفت. نتايجنتايج آناليز فيلوژني نشان داد كه بر روي كروموزوم‌هاي 1 و 5 گندم نان، گندم دوروم و آجيلوپس به ترتيب 6، 4 و 2 ژن پارالوگ SPP تكامل يافته است. هم‌چنين مشخص شد كه 16 miRNA متفاوت مي‌توانند برخي از رونوشت ژن‌هاي SPP را در گندم نان و آجيلوپس، به عنوان ژن هدف شناسايي نمايند. نتايج تغييرات بيان ژن نيز نشان داد كه در بافت ريشه و برگ گندم نان در پاسخ به تنش شوري بيان ژن SPP افزايش يافت اما در گندم دوروم كاهش بيان ژن SPP مشاهده شد. واكنش گياه آجيلوپس به تنش شوري متفاوت بود به طوري كه در بافت برگ كاهش بيان ولي در بافت ريشه افزايش بيان ژن SPP مشاهده شد.نتيجه‌گيريتنظيم پس از رونويسي با واسطه miRNA ها مي‌تواند نقش مهمي در تنظيم متابوليسم پيچيده سوكروز و بطور ويژه تنظيم بيان ژن SPP داشته باشد. نتايج بيان ژن نشان داد كه گياه گندم نان تحت شرايط تنش شوري توليد سوكروز را افزايش داد در حالي كه در گندم دوروم كه حساسيت بيشتري به تنش شوري دارد تحت شرايط تنش شوري توليد سوكروز مختل و يا كاهش يافت كه اين كاهش توليد سوكروز در كنار ساير اثرات مخرب تنش شوري در كاهش عملكرد نقش خواهد شد.