شناسايي پروتئين‌هاي پاسخ‌دهنده به تنش خشكي در ژنوتيپ حساس نخود (Cicer arietinum L)

Identification of Drought Stress Responsive Proteins in Susceptible Genotype of Chickpea (Cicer arietinum L

گياهان قادرند در پاسخ به تنش هاي محيطي مكانيسم هاي سازگاري خود را فعال كنند و با تغيير در بيان ژنهايشان به عوامل محيطي پاسخ دهند. تنش خشكي مهمترين تنش غير زنده در كشاورزي محسوب ميگردد. در همين راستا از تكنيك پروتئوميكس به منظور شناسايي پروتئين هاي پاسخ دهنده به تنش خشكي استفاده گرديد. جهت انتخاب ژنوتيپ حساس به تنش رطوبتي، تعداد 64 ژنوتيپ گياه نخود در قالب طرح التيس ساده 8×8 در ايستگاه سرارود و سپس در گلخانه پرديس كشاورزي و منابع طبيعي دانشگاه رازي در سه سطح نرمال، تنش متوسط و تنش شديد در مرحله غالف دهي مورد ارزيابي قرار گرفتند. در نهايت ژنوتيپ 8-K12 09 JI 80 SAR به عنوان ژنوتيپ حساس به تنش رطوبتي انتخاب گرديد. سپس ارزيابي هاي الزم از نظر پروتئوم هاي القاء شده برگ تحت شرايط تنشهاي رطوبتي در آزمايشگاه به عمل آمد. براي مطالعه و شناسايي پروتئينهاي مرتبط با تنش خشكي، پروتئين كل براساس روش TCA-استون از برگ استخراج و در بعد اول به وسيله ژلهاي IPG با شيب پي اچ 7-4 و در بعد دوم بوسيله ژل هاي اكريل آميد با غظت 12/5درصد جداسازي شدند. به همين منظور در ژنوتيپ حساس از مقدار درصد حجمي هر لكه به عنوان يك مقدار استاندارد شده استفاده شد. لكه هاي پروتئيني موجود در ژلها پس از اسكن شدن، با استفاده از نرم افزار 0.6 Melanie of Platinum 2D Master Image مورد شناسايي قرار گرفتند. نتايج حاصل از آناليز ژلهاي دو بعدي و پروتئين هاي شناسايي شده از ژنوتيپ حساس به خشكي نشان داد كه الگوي پروتئوم برگي در شرايط تنش رطوبتي به طور وسيعي تغيير نموده است. در ژنوتيپ حساس تعداد 212 لكه به صورت تكرار پذير شناسايي شد. تعداد 10 لكه با استفاده از طيف سنج جرمي TOF-TOF-MALDI شناسايي شدند كه در چرخه هاي زيستي بر اساس پاسخ به تنش خشكي در گروه هاي مختلف تقسيم بندي شدند.

Plants are capable of responding to environmental stresses by activating their adaptation mechanisms and their response to environmental factors by changing their gene expression. Drought stress is considered as the most important abiotic stress in agriculture. In this regard, in present research, proteomics techniques used to detect proteins were responding to drought stress. To select drought susceptible genotype, 64 chickpea genotypes were assessed by simple lattice design 8×8 at the Sararood station (Iran) and then in the greenhouse of College of Agriculture and Natural Resources of Kermanshah Razi University (Iran) in three levels of stress including normal, medium and intensive stress conditions at poding stage. Finally, SAR 80 JI 09 K12-8 genotype was selected as susceptible to drought stress. Then, the evaluations consisted of a leaf proteome induced under drought stress conditions were performed. To study and identify the proteins associated with drought, total protein was extracted from the leaves by TCA- acetone method and isolated in the first dimension by IPG gels with pH gradient 7-4 and in second dimension after by 12.5% concentration polyacrylamide gels. Therefore, in the drought susceptible genotype the value of each spot was used as a standard amount. Protein spots on the gel were scanned and identified by using Image Master 2D Platinum of Melanie 6.0 software. The results of two-dimensional gel analysis and protein identification of drought susceptible genotypes showed that leaf proteome pattern has been widely changed in drought stress condition. In susceptible genotype, 212 protein spots repeatable were identified. 10 spots were detected by using MALDI-TOF-TOF mass spectrometry which were divided in different groups based on response to drought stress in biological cycles.