الگوي بيان ژن هاي درگير در مقاومت به بيماري سپتوريوز در گندم نان

Expression Patterns of Genes Involved in Septoria Leaf Blotch REsistance in Bread Wheat (Triticum aestivum L.)

سپتوريوز برگي گندم كه توسط قارچ Mycosphaerella graminicola ايجاد مي شود، يكي از بيماري هاي مهم گندم در سراسر دنياست. از نظر زيست محيطي بهترين روش مقابله با اين بيماري، استفاده از ارقام مقاوم مي باشد. ژن هاي متعددي در پاسخ گياه به پاتوژن فعال يا خاموش مي شوند و يا بيان آنها افزايش يا كاهش مي يابد. در اين تحقيق با روش واكنش زنجيره اي پليمراز زمان واقعي (Real Time-PCR) الگوي بيان پنج توالي مربوط به ژن هاي درگير در مقاومت به بيماري سپتوريوز در گندم بررسي شد. پس از آلوده سازي گياهان رقم مقاوم ونگ شوباي و رقم حساس فلات با قارچ عامل سپتوريوز، بيان ژن هاي موردنظر در يازده نقطه زماني در سه تكرار مورد بررسي قرار گرفته و الگوي بيان آنها نسبت به ژن مرجع ريبوزومي 18s در زمان مشخص گرديد. مقايسه توالي هاي مورد بررسي با توالي هاي پايگاه هاي اطلاعات توالي مشخص نمود كه اين تواليها به ژن هاي نيومنتول دهيدروژناز، آلفا 1-4-گلوكان فسفوريلاز، پروتيين كيناز حاوي تكرارهاي غني از لوسين، پروتيين شبه توبي (TULP) و نرمپ (NRAMP) تعلق دارند. ژن هاي آلفا 1-4-گلوكان فسفوريلاز و پروتيين كيناز حاوي تكرارهاي غني از لوسين سه ساعت پس از آلوده سازي، حداكثر بيان را پيدا مي كنند و ژن نيومنتول دهيدروژناز دوازده ساعت پس از آلوده سازي بيشترين بيان را دارد. در ابتدا، رونوشت هاي ژن نرمپ نيز مانند آلفا 1-4-گلوكان فسفوريلاز و پروتيين كيناز حاوي تكرارهاي غني از لوسين سه ساعت پس از آلوده سازي، حداكثر بيان را پيدا مي كند ولي سپس دچار كاهش بيان شده و در روز دوم مجدداً بيان آن افزايش مي يابد. ژن مربوط به پروتيين شبه توبي پس از 3 ساعت پس از آلوده سازي القا شده و به مقدار قابل توجهي مي رسد، ولي اوج بيان آن سه روز پس از تلقيح است، بنابراين مي توان آن را دو اوجي ناميد. نتايج نشان داد برخي ژن ها در پاسخ به آلودگي گياه توسط قارچ عامل سپتوريوز خيلي زود در رقم مقاوم القا شده و افزايش بيان معني داري دارند، اما برخي ديگر حتي پس از چند روز پس از آلودگي افزايش بيان نشان مي دهند.

Septoria tritici blotch (STB), caused by Mycosphaerella graminicola (anamorph Septoria tritici), is one of the most important diseases of wheat (Triticum aestivum) world wide. planting resistant cultivars is the best method to manage STB environmentally. Many plant genes are induced or repressed and many others are up regulated or down-regulated to response a pathogen. In this study, Real time PCR were used to analysis of expression patterns of five genes involved in septoria leaf blotch resistance in wheat. After inoculation of resistant (Wang shui bai) and susceptible (Falat) cultivars with M. graminicola fungus, expression of these genes were investigated at 11 time points in 3 replications and the expression patterns of them were determined as relative to 18s reference gene. Comparision of these sequences using NCBI data base showed that these sequences had homology to neomenthol dehydrogenase, Lucine rich repeat protein kinase, natural resistance-associated macrophage protein, alpha 1,4-glucan phosphorylase and Tubby-like F-box protein. The peak expression for 1,4-glucan phosphorylase and Lucine rich repeat protein kinase were at 3 hours after inoculation and for neomenthol dehydrogenase the peak is at 12h. For natural resistance-associated macrophage protein the peak was at 3h but it was decreased and then increased again at second day. Tubby-like F-box protein was induced at 3h and had significant expression in this time but the peak expression for this gene was at 3 day after inoculation and we can call this pattern, a bimodal one. Some of these genes were induced early after inoculation and their expression increased significantly, but some others showed an induced expression several days after inoculation.