بررسي تاثير قارچ هاي همزيست اندوفايت در تغييرات الگوي پروتئوم فسكيوي بلند تحت شرايط تنش خشكي

Effect of Endophytic fungi in Festuca arundinaceae proteome pattern changes under drought stress

در اين تحقيق اثرات قارچ اندوفايت متعلق به جنس نئوتيفوديوم كه به صورت همزيست اجباري با فسكيوي بلند (Festuca arundinacea schreb) مي باشد و تنش خشكي، روي تغييرات پروفيل پروتئيني اين گونه مورد بررسي قرار گرفت. براي مقاومت به استرس خشكي گياهان دستخوش تغييراتي مانند تغييرات در ژن و پروفيل هاي بيان پروتئين قرار گرفتند. گياهچه هاي ژنوتيپ فسكيوي بلند حاوي اندوفايت از كلكسيون موجود در پژوهشكده بيوتكنولوژي كشاورزي شمال غرب و غرب كشور واقع در تبريز تهيه شد. پس از گذشت 20 روز از استقرار گياهان حاوي قارچ اندوفايت (E+) و بدون قارچ اندوفايت (E-) درون گلدان، بر اساس آزمايشات خاك مورد استفاده، تيمارهاي آبي شامل شرايط مطلوب يا شاهد (100% ظرفيت مزرعه)، تنش خشكي به مدت 14 روز (25% ظرفيت مزرعه) ، درون گلدان در گلخانه اعمال شد. آزمايش به صورت فاكتوريل در قالب طرح كاملا تصادفي در دو تكرار اجرا شد. پس از نمونه گيري از برگ از طريق آزمايشات الكتروفورز دوبعدي و پس از آناليز نرم افزاري پروتئين هايي كه تغيير بيان داشتند مشخص و به كمك طيف سنجي جرمي شناسايي شدند. نتايج طيف سنجي جرمي نشان داد كه اعمال تنش در گياهان فسكويي بلند تحت شرايط تنش خشكي در گياهان +E نسبت به -E بيان سه پروتئين را كه در مسير چرخه كالوين دخالت داشتند تغيير داده است. سه پروتئين مورد نظر شامل ريبولوز-1و5- بيس فسفات كربوكسيلاز (آنزيم روبيسكو) (لكه A13)، گليسرآلدهيد-3- فسفات دهيدروژناز (لكه C7) و سدوهپتولوز- 1و7- بيس فسفاتاز (لكه A1) بودند. گليسرآلدهيد-3- فسفات دهيدروژناز و سدوهپتولوز- 1و7- بيس فسفاتاز به ترتيب در شرايط تنش در گياهان آلوده به قارچ اندوفايت (+E) نسبت به شرايط كنترل 0/183 و 0/25برابر كاهش بيان داشته است ولي در گياهان بدون اندوفايت (-E) نسبت به شرايط كنترل 2/4 و 12/1 برابر افزايش بيان داشته است از طرفي آنزيم روبيسكو در شرايط تنش خشكي نسبت به كنترل در گياهان E+، 61/2 برابر افزايش بيان و در گياهان E- ،0/7 كاهش بيان داشته است. به طور كلي تنش خشكي در گياهان به سيستم فتوسنتز صدمه مي زند يعني پتانسيل چرخه كالوين را در گياه كاهش مي دهد ولي با همزيست شدن گياه با موجودات ميكوريزا مانند اندوفايت و ريزوبيوم اين كاهش پتانسيل جبران مي شود و تنش در گياه همزيست نسبت به كنترل درك نمي شود.

In this research, have been investigated the effects of endophytic fungi from Neotyphidum genius that has mandatory symbiosis with tall fescue (Festuca arundinacea schreb) and drought stress on changes in the protein profile of the tall fescue species. This process requires changes in the gene and protein expression profiles. Since these proteins have not been reported for tall fescue species. this study will be important for the drought crisis. The high- tall fescue genotypes containing endophyte were prepared from a collection of the Northwest and West Research Institute of Agricultural Biotechnology in Tabriz. After 20 days that plants remain in pots, water treatments containing favorable conditions or controls (100% field capacity), 14 days drought stress (25% FC) and 14 days after discharge from recovery again were imposed in the greenhouse were applied based on testing soil, after 20 days from the establishment of plants in pots. The experiment was conducted as factorial in a completely randomized design with two replications. After sampling, by using Proteomics, the proteins that changed, were determined by 2D-PLATENIUM software and separated by mass spectrometry for analysis. The results of mass spectrometry at the University of Southern Denmark showed that tensions in tall festuca plants under the conditions of drought stress in E + plants compared to E- expression proteins involved in the Calvin cycle, and three types of proteins were more involved are: Ribulose -1 and 5- Bisphosphate carboxylase (Rubisco enzymes) (A13 spot), Glyceral aldehyde-3-phosphate dehydrogenase (C7 spot), and Sedoheptolose-1 , 7- Bisphosphatase (A1 spot). GA3P and S1.7BP respectively expressed 0.183 and 0.25,in terms of stress in plants infected with endophytic fungi (E+) compared to control conditions, but 2.4 in plants without endophyte (E-) than control conditions .On the other hand, RUBP 61.2 time increase expression in terms of drought stress compared to control in E + plants, and decrease 0.7 in E- plants. In general, drought stress in plants affects the photosynthesis system, which reduces the potential of the Calvin cycle in the plant, but this reduction is compensated by plant coexistence with mycorrhizal organisms such as endophyte and rhizobium.