بررسي پروتيوم پيام رساني خشكي در ريشه برنج

Proteome analyses of drought signaling in rice root

چكيده خشكي يكي از بزرگترين عوامل محدودكننده عملكرد گياهان در سطح جهان مي باشد. بررسي تغييرات الگوي پروتيين هاي ريشه برنج در سيستم خشكي نسبي با استفاده از تكنيك پروتيوميكس مورد مطالعه قرارگرفت. تيمارها در سه تكرار مستقل از هم اعمال شد و چهار بافت ريشه اي مورد مقايسه قرارگرفت: ريشه هايي كه تحت آبياري كامل قرارداشتند WW))، ريشه هايي كه تحت خشكي كامل بوده (WD)، ريشه هايي كه در تقسيم ريشه آب كافي دريافت كرده (SpWW) و ريشه هايي كه در تقسيم ريشه در معرض خشكي كامل بودند (spWD) بررسي پروتيوم بافت هاي ريشه حاصل از تيمارهاي ذكر شده توسط الكتروفورز دوبعدي منجر به شناسايي 32 نقطه پروتيين شد كه از اين تعداد 13 نقطه پروتييني در هر دو تيمار WD و spWD افزايش بيان داشته، تعداد 9 نقطه پروتييني در هر سه تيمارWD، spWD و spWW نسبت به گياهان نرمال WW افزايش نشان داده، تعداد 8 نقطه پروتييني در گياهان نرمال بيان نشده و 2 نقطه پروتييني فقط در تيمار WD افزايش بيان داشت. تنش خشكي باعث تغييراتي در بيان پروتيين ها گرديد كه اكثر تغييرات در ريشه هاي در معرض تنش خشكي رخ داد، از جمله افزايش بيانPR پروتيين ها در پاسخ به خشكي افزايش و عدم بيان Heat shock پروتيين ها و تيرودوكسين در ريشه هاي در معرض آب.

Abstract Rice (Oryza sativa L. cv. IR64) was grown in split-root systems in order to analyze long-distance drought signaling within root systems. This in turn underpins how root systems in heterogeneous soils adapt to drought. The approach was to compare four root tissues: Well watered (WW), water deficit (WD), split-root systems where one half was well watered (spWW) and the other half water deficit (spWD). This was specifically aimed at identifying how drought root tissues altered the proteome of adjacent wet roots by hormone signals and secondly, how wet roots reciprocally affected dry roots hydraulically. Using a 2-DE based proteomics approach, 738 protein spots were reproducibly detected, Thirty-two proteins showed reproducible and statistically significant changes in response to drought. Of them, 13 protein spots up-regulated in WD and spWD treatments. Of them 9 protein spots up-regulated in WD, spWD and spWW treatments, 8 protein spots not detected in WW and 2 protein spots just detected in WD. Specific functional groups changed consistently in drought. Pathogenesis-related proteins were generally up-regulated in response to drought and heat-shock proteins and thioredoxin were totally absent in roots of fully watered plants.