مقايسه‌ پروفايل پروتئوميكس برگ دو ژنوتيپ چچم چند ساله (Lolium perenne) تحت تنش خشكي

A comparative leaf protemics of two genotypes of Lolium prenne under drought stress

تنش خشكي يكي از تهديدهاي اصلي كاهش‌دهنده عملكرد گياهان است. در نتايج تحقيقات مختلف بيان شده آلودگي به اندوفايت مي‌تواند تحمل به تنش خشكي را در گونه‌هاي علفي ميزبان افزايش دهد. اما چگونگي اين اثر مشخص نيست. يكي از ابزارهاي مفيد در فهم مكانيسم‌هاي مولكولي مقاومت به خشكي، آناليز پروتئوميكس است. در اين آزمايش با استفاده از راهكار پروتئوميكس بيان پروتئين­هاي پاسخ‌دهنده به تنش خشكي در برگ­هاي دو ژنوتيپ Lolium perenne بررسي شد. تحقيق در قالب طرح كاملا تصادفي و آزمايش فاكتوريل و با دو فاكتور ژنوتيپ S10 (آلوده به قارچ اندوفايت) و Speedy (بدون حضور قارچ‌) و تنش خشكي در دو سطح كنترل و 80% تخليه رطوبت انجام شد. براي شناسايي پروتئين‌ها، در ابتدا پروتئين كل بر اساس روش TCA-استون از برگ استخراج شد، و با الكتروفورز SDS-PAGE جداسازي پروتئين‌هاي محلول كل خالص انجام شد. پروتئين ها با استفاده از طيف‌سنج جرمي شناسايي شدند و با آناليز پروتئوم بر اساس پاسخ به تنش خشكي در گروه‌هاي مختلف طبقه‌بندي شدند. به نظر مي‌رسد ژنوتيپ همزيست با قارچ اندوفايت‌ با توسعه شبكه ريشه‌اي خود قدرت تامين آب بيشتري داشته و ديرتر خشكي را درك مي‌كند. شايد همزيستي با قارچ به نحوي باعث تغيير ساختار بيوشيمي و مورفولوژي گياه ميزبان شده و در نتيجه آستانه تحريك گياه بالاتر رفته باشد. بيشترين تعداد پروتئين القا شده در ژنوتيپ همزيست با قارچ در طبقه كربن و متابوليسم انرژي قرار داشت. اين ژنوتيپ با تنظيم پروتئين‌هاي مختلف اين طبقه فرايندهاي مختلف مثل فتوسنتز را پويا و فعال نگه داشت همچنين از قابليت پروتئين‌هاي حفاظتي جهت فعال نگه داشتن آنزيم‌ها نيز استفاده كرده است.

Drought stress is one of the main threats in reducing plant performance. It has been reported that endophyte infection improve drought tolerance in host grass species, but the mechanism responsible for the effect is not clear. Proteomics analysis is a beneficial tool for understanding the molecular mechanisms of drought resistance. In this study, proteomics approach was used to study the expression of drought responsible proteins in leaves of two genotypes of Lolium perenne. The experiment was set up in a completely randomized design with factorial test with two factors, the first factor was S10 (the endophyte-infected plants) and Speedy (non infected plants) genotypes and the second factor was two levels of water availability: control versus water stressed plants (about 80% moisture discharge). At first, according to TCA/acetone precipitation method total protein was extracted. The total dissolved protein was separated by SDS-PAGE electrophoresis. Identification of extracted proteins was performed by mass spectrometry technology and with proteome analysis responsive proteins was classified in different categories. It seems that fungal endophyte infected genotype with development of its root network, has more power to provide more water so perception of consequences of drought stress was delayed. Maybe symbiosis with fungal endophyte changed biochemistry and morphology of host plant and leads to increased threshold level of plant. The most induced proteins in infected genotype were in carbon and energy metabolism category. This genotype regulated different proteins of this class so kept active various processes such as photosynthesis as well as used ability of protective proteins in order to keep the activity of enzymes.