بررسي بيان ژن ein2 در گياه اطلسي (Petunia×hybrida) و مطالعه نقش تنظيم‌كنندگي آن در مسير انتقال پيام اتيلن

Analysis of EIN2 gene expression in Petunia (Petunia×hybrida) and study of its regulatory role in ethylene signaling pathway

هورمون گياهي اتيلن طيف گسترده‌اي از فرآيندهاي گياهي را نظير رشد، جوانه‌زني بذور، گلدهي، ريزش اندامها، تشكيل ريشه‌هاي جانبي، توسعه بافت برگ، رسيدگي ميوه و پيري بافت برگ بعد از لقاح را تنظيم مي‌كند. پيري بافت گل يكي از فرآيندهاي تكاملي است كه اتيلن در آن نقش كليدي بازي مي‌كند. افزايش كليماكتريك مقادير درون‌زاد اتيلن در گلها، يك نقش تنظيمي در حوادث متعاقب منجر به مرگ در برخي بافتهاي زايشي دارا مي‌باشد. تغيير در پاسخ دهي به اتيلن در زمان تكوين گياه، عمدتاً با تغيير در مسير انتقال پيام ميانجي‌گري مي‌گردد، كه بخش اصلي مجموعه حوادث منجر به پيري بافت زايشي را شامل مي‌شود. موتاسيون غير كاركردي ein2 عدم حساسيت به اتيلن را در مطالعات اخير نشان داده كه اين امر بيانگر نقش ضروري ein2 در مسير انتقال پيام اتيلن است. از آنجايي كه ein2 به‌عنوان يك تنظيم‌كننده مثبت نقشي محوري در مسير انتقال پيام اتيلن ايفا مي‌كند، در مطالعه حاضر الگوي بيان اين ژن در بافتهاي رويشي و زايشي گياه اطلسي مورد بررسي قرار گرفت. آناليز بيان ژن نشان داد كه رونوشتهاي ein2 در بافتهاي مختلف گياهي حضور داشته، و بيشترين سطح بيان ژن در خامه+كلاله و تخمدان قابل مشاهده است. همچنين آناليز بيان ژن با هدف بررسي نقش فاكتورهايي مانند گرده‌افشاني، قندها، اسيد آبسيزيك، ACC در مسير بيوسنتز و انتقال پيام اتيلن در اطلسي انجام شد. نتايج نشان داد كه قند گلوكز يك نقش مهم در تنظيم فرآيند پيري مرتبط با اتيلن در بافت گل بازي مي‌كند. در مجموع نتايج نشان‌دهنده اين واقعيت است كه ein2 در بسياري از فرآيندهاي فيزيولوژيك در زمان تكوين گياه نقش اساسي داشته و با برخي تنظيم‌كننده‌هاي رشد نظير ABA داراي اثرات متقابل مي‌باشد.

The plant hormone ethylene regulates a variety of processes, such as growth, seed germination, flower initiation, organ abscission, adventitious root formation, leaf expansion, fruit ripening, and petal senescence after fertilization. Flower senescence is one of the developmental processes in which ethylene plays a key role. The climacteric rise of endogenous ethylene in these flowers has been shown to play a regulatory role in the events leading to death of some of the floral organs. In recent studies, loss-of-function ETHYLENE INSENSITIVE2 (EIN2) mutation showed ethylene insensitivity which indicated an essential role of EIN2 in ethylene signaling. As the EIN2 gene, a positive regulator, plays a central role in ethylene signal transduction, we characterized its expression pattern in Petunia. The results showed that EIN2 transcript was present in all of tissues, with highest levels in style/stigma and ovary opened petunia flowers. Also, expression analysis was carried out to evaluate the effects of pollination, glucose, ABA, ACC on ethylene biosynthesis and signaling in petunia flower. The results indicate that glucose may play an important role in ethylene-associated regulation of flower senescence. These results demonstrate that NtEIN2 mediates ethylene signals in wide range of physiological processes and also cross-talk with other hormones like ABA in environmental stresses.