مطالعه پاسخ پروتئيني ريشه آفتابگردان به تنش خشكي با رهيافت پروتئوميكس

The study of protein response of sunflower root to drought stress using proteomics approach

براي درك مكانيسم مولكولي تحمل به خشكي در ارتباط با ريشه آفتابگردان، الگوي پروتئوم ريشه دو لاين حساس و متحمل به خشكي در شرايط آبياري محدود و مطلوب بررسي شد. با استفاده از الكتروفورز دو بعدي و مقايسه شدت نسبي لكه‌ها با آزمونt تعداد 12 لكه از 417 لكه پروتئيني در لاين حساس و 17 لكه از 467 لكه پروتئيني در لاين متحمل به طور معني‌داري از تنش خشكي متأثر شد. لكه‌هاي پروتئيني با استفاده از طيف‌سنجي جرمي nano-LC MS/MS توسط جستجوگر مسكات با در نظر گرفتن حداقل 10% همپوشاني و امتياز بالاتر از 80 در پايگاه NCBI شناسايي شدند. پروتئين‌هاي سيتوپلاسمي و هسته‌اي به ترتيب بيش از ساير پروتئين‌ها از محدوديت آب متأثر شدند. سه لكه پروتئيني انولاز، گليسرآلدئيد تري فسفات دهيدروژناز و چالكون سينتاز با بيان متمايز در هر دو لاين حساس و متحمل شناسايي شد. كاهش شدت نسبي انولاز در لاين متحمل دلالت بر آسيب متابوليكي بود كه مي‌تواند منجر به كاهش فرايندهاي پايين دست در اثر محدوديت ناشي از خشكي باشد. در مقابل افزايش شدت نسبي گليسرآلدئيد تري‌فسفات دهيدروژناز و چالكون‌سينتاز در لاين متحمل نشان‌دهنده توانايي اين لاين در سميت‌زدايي/ترميم آسيب-هاي ناشي از تخريب اكسيداتيو و دفاع ضداكسيداتيو در شرايط تنش بود. افزايش شدت نسبي پروتئين شوك‌دمايي، دي‌هيدروفلاونول ردوكتاز، ليپو-اكسيژناز لينولئات‌دانه، يوبيكوئيتين كربوكسيل‌ترمينال هيدرولاز و جي پروتئين در لاين متحمل نشان‌دهنده اهميت فرايندهاي دفاعي، حفاظتي و ترارساني براي كاهش آسيب‌هاي ناشي از خشكي است.

In order to understand of the molecular mechanisms of drought tolerance in sunflower, proteomic pattern of roots in two drought sensitive and drought-tolerant lines were evaluated under limited and favorable water conditions. After 2DE and comparison of relative abundance of protein spots using t test, 12 of 417 protein spots in sensitive and 17 of 467 in tolerant line were affected by drought stress significantly. Following nano-LC MS/MS the protein spots were identified using Mascot search engine in NCBI protein database considering more than 10 % sequence coverage and score of above 80. Cytoplasmic and nuclear proteins were the most proteins which were affected by water deficiency. Three protein spots i.e. Enolase, Glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase and Chalcone synthase were expressed differentially in these lines. Reduction of Enolase as a sign of metabolic impairment could be resulted in downstream process under drought stress. Increased expression of Glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase and Chalcone synthase could have a role in detoxification/removal of oxidative destruction and antioxidant capability of the tolerant line. Increased level of heat shock protein, dihydroflavonol reductase, Seed linoleate 9S-lipoxygenase, Ubiquitin carboxyl-terminal hydrolase and G protein indicated crucial role of defensive, protective and transductive process in reduction of drought injuries.