بررسي الگوي بيان ژن رمز كننده پمپ پروتوني غشاي پلاسمايي در شاخساره ارقام گندم حساس و مقاوم و خويشاوند وحشي Aegilops crassa تحت تنش شوري

Assessment of the expression pattern of a gene encoding plasma membrane pump under salt stress in the shoots of resistant and sensitive wheat cultivars and its wild relative, Aegilops crassa

با توجه به اهميت نقش پمپ پروتوني غشاي پلاسمايي (H+-ATPase) در فرآيندهاي مختلف فيزيولوژيك گياه، الگوي بياني اين پمپ در شاخساره ارقام گندم مقاوم ارگ و حساس الموت و خويشاوند وحشي آن، Aegilops crassa، تحت تنش شوري مورد بررسي قرار گرفت. تنش شوري با افزودن mM 150 كلريد سديم اعمال و نمونه‏برداري از شاخساره گياهان مذكور در 3 زمان صفر، 12 ساعت و 3 هفته پس از اعمال تنش انجام شد. براي نرمال كردن مقدار cDNA نمونه‏هاي مختلف از ژن رمزكننده اكتين به عنوان ژن مرجع استفاده شد و ميزان بيان نسبي ژن با استفاده از Real-time PCR در نمونه‏هاي مختلف مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان دادند كه در سه هفته پس از اعمال تنش شوري ميزان بيان نسبي ژن رمز كننده پمپ پروتوني غشاي پلاسمايي بيشتر از‏ 12 ساعت پس از تنش بود. همچنين بيان ژن مذكور سه هفته پس از تنش در رقم مقاوم تفاوت معني داري با خويشاوند وحشي و رقم حساس داشت. نكته قابل توجه عدم تغيير معني‏دار بيان اين ژن در زمان‏هاي مختلف پس از اعمال شوري در رقم حساس بود. همچنين بررسي بيوانفورماتيكي پيشبرنده ژن رمزكننده پمپ پروتوني غشاي پلاسمايي، مشخص كرد كه چندين موتيف مربوط به پاسخ به تنش‏هاي مختلف غيرزيستي و پاسخ به نور در پيشبرنده اين ژن وجود دارد. در مجموع مطالعات بيوانفورماتيك و آزمايشگاهي نقش ژن رمزكننده پمپ پروتوني غشاي پلاسمايي را در القاي مقاومت به شوري نشان داد.

Plasma membrane proton pump (H+-ATPase) has important roles in various physiological processes. Hence, the expression pattern of the gene which encodes a plasma membrane proton pump was surveyed in the shoots of resistant and sensitive wheat cultivars and its wild relative, Aegilops crassa under salinity stress. Salinity stress induced by adding 150 mM NaCl to the basic solution and sampling was performed in three intervals: 0, 12 h and 3 weeks after applying salinity treatment. A quantitative PCR technique was used to study the relative expression of the gene of interest and a gene encoding actin was used as the reference gene to normalize the samples. The results showed that the expression level of the gene encoding plasma membrane proton pump significantly increased in response to salt stress after 3 weeks in comparison to 12 h after applying salinity treatment. It also revealed that the expression level of the gene was significantly higher in the resistant cultivar, Arg, than sensitive cultivar and Aegilops crassa. It revealed that the expression level of the gene was not significantly different in sensitive cultivar under salinity treatment in different times after salinity treatment. The bioinformatics analysis of promoter region of the gene encoding plasma membrane proton pump showed that various motifs within this region involved in response to abiotic stress and light. Overall, bioinformatics and laboratory studies revealed that gene encoding a plasma membrane proton pump plays a role in induction of salinity tolerance.