بررسي و مقايسه پروتئوم برگ در ذرت (.Zea mays L) تحت تنش شوري

Study and comparison of leaf proteome in maize (Zea mays L.) under salt stress

شوري يك تنش اصلي غير زيستي محدودكننده رشد و بهره‌وري گياهان در بسياري از مناطق جهان است كه به دليل افزايش استفاده از آب بي-كيفيت براي آبياري و شوري خاك ايجاد مي‌شود. سازگاري يا تحمل گياه به تنش شوري شامل تغيير فرآيندهاي فيزيولوژيكي و مسيرهاي متابوليكي و فعال‌سازي شبكه‌هاي مولكولي يا ژني است. در اين مطالعه از الكتروفو دوبعدي براي شناسايي پروتئين‌هاي پاسخ‌دهنده به تنش شوري در ذرت استفاده شد. دو لاين ذرت با واكنش متفاوت به تنش شوري R10 (متحمل) و S46 (حساس) انتخاب شدند. در مرحله هشت برگي، تيمار شوري 8 دسي‌زيمنس بر متر بر گياهان به مدت 20 روز اعمال شد و سپس پروتئين‌هاي برگ، استخراج گرديد. لكه‌هايي با بيش از 1/5 برابر افزايش يا كاهش بيان جدا گرديدند و توسط دستگاه طيف‌سنجي جرمي شناسايي و تعيين توالي شدند. طبقه‌بندي عملكردي لكه‌هاي پروتئيني هر لاين بعد از MS/MS نشان داد كه پروتئين‌هاي متفاوت بيان شده داراي فعاليت‌هاي متابوليكي مختلفي هستند. در لاين متحمل R10 تعداد پنج لكه افزايش بيان نشان داد كه شامل پروتئين‌هاي Pyruvate orthophosphate dikinase، ATP synthase subunit beta، Germin-like protein،Chlorophyll a-b binding protein ، Triosephosphate isomerase و 40S ribosomal protein مي‌باشند. همچنين در لاين حساس S46 يك لكه‌ افزايش بيان نشان داد كه شامل پروتئين‌ Proteasome subunit beta مي‌باشد و دو لكه-كاهش بيان نشان دادند كه شامل پروتئين‌هاي Chlorophyll a-b binding protein و Ribulose bisphosphate carboxylase small chain مي‌باشند. پروتئين‌هاي شناسايي شده در اين مطالعه و مسيرهاي بيوشيميايي احتمالي مرتبط، اطلاعات جديدي را در پاسخ لاين-هاي ذرت (R10 و S46) به تنش شوري ارائه مي‌دهند.

Salinity is a major abiotic stress that limits the growth and productivity of plants in many parts of the world due to increased use of poor-quality water for irrigation and soil salinity. Plant adaptation or tolerance to salinity stress involves alteration in physiological processes and metabolic pathways and activating molecular or gene networks. In this study, 2DE technique was used to identify proteins responsive to salinity stress in maize. Two maize lines with different responses to salinity stress; R10 (tolerant) and S46 (sensitive) were selected. In the eight-leaf stage, salinity stress treatment of 8 dS/m was applied to plants for 20 days and then leaf proteins were extracted. Spots with more than a 1.5-fold increase or decrease in their expression were isolated and sequenced by mass spectrometry. Functional classification of protein spots per line after MS/MS revealed that the differentlly expressed proteins have different metabolic activities. In the tolerant line (R10), 5 spots including Pyruvate orthophosphate dikinase proteins, ATP synthase subunit beta, Germin-like protein, Chlorophyll a-b binding protein, Triosephosphate isomerase, and 40S ribosomal protein, respectively showed an increased expression level. Moreover, in the sensitive line (S46), one spot showed an increased expression level that related to Proteasome subunit beta proteins, and two spots including Chlorophyll a-b binding protein and Ribulose bisphosphate carboxylase small chain protein showed a decreased expression level. The proteins identified in this study and the possible related biochemical pathways provide new information on the response of maize lines (R10 and S46) to salinity stress.