ﺷﻨﺎﺳﺎﯾﯽ ﺧﺎﻧﻮاده ژﻧﯽABC-Transporter و آﻧﺎﻟﯿﺰ اﻟﮕﻮي ﻫﻤﺰﻣﺎﻧﯽ ﺷﺒﮑﻪ ﺑﯿﺎن ژﻧﯽ در ﻣﺮاﺣﻞ ﻣﺨﺘﻠﻒ ﻧﻤﻮي اﺳﺘﻮﻟﻮن ﺳﯿﺐ زﻣﯿﻨﯽ در ﭘﺎﺳﺦ ﺑﻪ ﺗﻨﺶﻫﺎي ﺧﺸﮑﯽ و ﺷﻮري

Identification of ABC-Transporter gene family and analysis of gene co-expression network pattern in different stages of potato stolone development in response to drought and salinity stress

ژنهايABC transporter (ATP-binding Cassette) يكي از بزرگ­ترين خانواده­هاي ژني هستند كه در سه قلمرو باكتريها، يوباكتريها و يوكاريوت­ها يافت مي­شوند. بيشتر پروتئين‌هاي شناخته شدهABC ، وابسته به ATP بوده و ناقلين غشايي قادر به جابجايي و انتقال محدوده وسيعي از مولكول‌هاي درون و بيرون غشاي سلولي­ اند. اين ناقلين در فرآيندهاي زيستي متنوعي نقش مهمي دارند. از آنجا كه تاكنون مطالعه جامعي در رابطه با شناساييABC transporterها در گياه سيب­ زميني انجام نشده است، در اين تحقيق با جستجو در پايگاه اطلاعاتي NCBI و غربالگري ژن­هاي شناسايي شده، در نهايت 228 ژن ABC transporter شناسايي شد. تجزيه و تحليل هستي­ شناسي(GO) نشان داد كه حدود %53 ازABC transporter ها در فرآيندهاي بيولوژيكي وظيفه انتقال و جابجايي مواد را برعهده دارند. همچنين، تجزيه و تحليل عملكرد مولكولي و محتواي سلولي نشان داد به ترتيب %32 به عنوان ATP-binding و%43 از آنها جزء عملگرهاي غشاهاي دروني هستند. همچنين بررسي عناصر Cis در پروموتور ژن­هاي ABC transporter انجام گرفت كه در نهايت 13عنصر در تنش خشكي و 3 عنصر در تنش شوري مشخص گرديد. درنهايت الگوي بياني 8 ژنABC transporter انتخاب شده تحت تنش­هاي خشكي و شوري با استفاده از روش qPCRمورد تائيد و بررسي قرار گرفت. نتايج بررسي­ها نشان داد، ژن­هاي مورد مطالعه تحت تاثير تنش­ها بودند. ژن­­­هاي StABC-050،StABC-084 و StABC-124 در تنش خشكي و نيز ژن­هاي StABC-084 و StABC-001در برابر تنش شوري داراي افزايش بيان بودند. در ادامه جهت اطمينان از اعمال تنش­هاي وارد شده، ميزان پرولين و RWC و نيز سديم-پتاسيم اندازه ­گيري شد. طبق نتايج به دست آمده با افزايش تنش خشكي، مقدار پرولين در مراحل نموي مختلف روند افزايشي و رطوبت نسبي داراي روند كاهشي بود به طوري كه اين كاهش در ميزان RWC با كنترل، در سطح %1 اختلاف معني­داري را نشان داد. هدف از اين تحقيق، شناسايي بيوانفورماتيكي و بررسي الگوي بيان ژن­هاي انتخابي ABC transporter تحت تنش خشكي و شوري در سيب زميني بود.

ABC transporters (ATP-binding cassettes) are among the largest gene families found in the three domains of bacteria, eubacteria, and eukaryotes. Most known ABC proteins are ATP-dependent, and membrane transporter and transport a wide range of molecules. These carriers play an important role in various biological processes. Since no comprehensive study has been performed on the identifying of ABC transporters in the potato plant, in this study, by searching the NCBI database and screening the identified genes, 228 ABC transporter genes were finally identified. Analysis of gene ontology (GO) showed that about 53% of ABC transporters in biological processes are responsible for transporting materials. In the analysis of molecular function and cell content, it was found that 32% are ATP-binding and 43% of them are inner membrane actuators, respectively. Also, the Cis elements in the promoter of ABC transporter genes was investigated, which finally identified 13 elements in drought stress and three elements in salinity stress. Finally, the expression pattern of eight selected ABC transporter genes under drought and salinity stresses was investigated using qPCR method. The results showed the effect of the studied genes under stress. StABC-050, StABC-084 and StABC-124 genes in drought stress and StABC-084 and StABC-001 genes had high expression in salinity stress. Then, to ensure the application of the applied stresses, the amount of proline and RWC and Na+/K+ were measured. According to the results, with increasing drought stress, the amount of proline in different developmental stages increased and RWC decreased, so that this decrease showed a significant difference at the level of 1%. The aim of this study was to identify and evaluate the expression pattern of selected ABC transporter genes under drought and salinity stresses in potato.