تجزيه عملكردي QTLهاي مرتبط با مقاومت ميزباني و غير ميزباني در گياه جو به قارچ‌هاي عامل زنگ برگي با استفاده از نشانگرهاي SNP توالي يابي

Functional analyses of QTLs conferring host and non-host resistance of barley to leaf rust fungi using sequence- based SNP markers

استفاده از گياهان مقاوم، بهترين و مؤثرترين راه براي كنترل بيماري‌هايي مانند زنگ‌ها‌ است. مقاومت ميزباني و غيرميزباني دو نوع از مقاومت ذاتي گياهان در برابر عوامل بيماري‌زا است كه به-ترتيب در مقابل پاتوژن‌هاي سازگار و ناسازگار بروز مي‌يابد. يكي از راه‌هاي اطلاع از ماهيت ژن-هاي دخيل در اين دو نوع مقاومت، استفاده از تجزيه عملكردي QTL‌هاي مقاومت مي‌باشد. براي اين منظور،QTL ‌هاي مرتبط با مقاومت ميزباني و غيرميزباني در جو بر عليه تعدادي از قارچ‌هاي عامل زنگ برگي كه در مطالعات قبلي در دو توده نقشه‌يابي Susptrit × VadaوSusptrit ×Cebada Capa مكان‌يابي شده بودند استخراج شد و هم‌وقوعي نشانگرهاي مرتبط با هر يك از QTLها با نشانگرهاي SNP بررسي شد. نشانگرهاي SNP داراي هم‌وقوعي بالا به‌عنوان نشانگرهاي مرتبط با مقاومت انتخاب و با استفاده از توالي هر يك از نشانگرها نسبت به بلاست آن‌ها در بانك‌هاي اطلاعاتي اقدام شد. با بررسي همولوژي توالي‌ نشانگرهاي SNP با ژن‌هاي موجود در بانك‌هاي اطلاعاتي، خصوصيات هر يك از ژن‌هاي با تشابه بالا از نظر عملكرد، دمين‌هاي حفاظت شده و ساختار ژن‌ها مورد بررسي قرار گرفت. نتايج بررسي‌ها نشان داد بيش‌تر ژن‌هاي مقاومت ميزباني و غيرميزباني در فعاليت انتقال، هدايت پيام و رونويسي DNA مشاركت دارند و از نظر عملكرد مولكولي، مشابه‌اند. مشاهده شد، محصولات هر دو گروه ژن در محل غشاي پلاسمايي، هسته و كلروپلاست، فعاليت دارند و فرايندهاي رونويسي، متابوليك، پاسخ به تنش و پردازش RNA، مشابه‌اند. نتايج اين تحقيق نشان داد كه علاوه بر مكانيسم، احتمالا ژنتيك دو نوع مقاومت ميزباني و غيرميزباني شباهت‌هاي زيادي دارد.

Resistant cultivars are the best and the most effective solution for plants disease management Host and non- host, are to kinds of plant innate resistance. Functional analysis of mapped QTLs for resistance can be served as an important method to study the genetics of resistance for host and non-host plant pathogens. For this purpose, QTLs which were related to the rust resistance in the previous studies were collected from two mapping populations named Suspttit×Vada and Susptrit× cebadacab,. For both mapping population, a set of sequence- based SNP markers were developed in Wageningen University, The Netherlands,. The peak AFLP markers and Sequence based snp markers were used for estimation of correlation the peak markers related to each QTL with SNP markers. SNP markers with a high association were selected as candidate gene then used bioinformatics tools for investigation on their function. Functional analysis of genes in ontology terms showed that the most of host and non-host resistance genes involved in transferase activity, signal transduction and DNA transcription. Study on resistance gene ontology showed that in the molecular functionality, the most of the host and non- host resistance genes have similar behavior. The results of analysis for cellular components showed that plasma membrane, nuclear and chloroplast, are the three most common cell parts in which host and nonhost resistance genes were located. The activity of both genes in biological process, metabolic response to stress, RNA processing, were almost identical.