بررسی الگوی بیان micrornaهای آفتابگردان و ژن های هدف آن ها تحت تنش گرما

micrornaها یا mirna ها، rnaهایی کوچک به طول تقریبی 21-22 نوکلئوتید هستند که توسط ژنوم موجود کد شده، هیچ نوع پروتئینی را کد نمی کنند و به عنوان تنظیم کننده های مهم بیان ژن پس از رونویسی در گیاهان و جانوران شناخته شده اند. آن ها از طریق تنظیم منفی ژن های هدف خود، قابلیت تغییر الگوی بیان ژن را در بسیاری از شبکه های رشد، نمو و پاسخ به تنش در گیاهان دارند. آفتابگردان (helianthus annuus l.) گیاهی دیپلوئید، یکساله و از تیره (compositae) است. آفتابگردان یکی از گیاهان دانه روغنی است که زراعت آن در سراسر دنیا از جمله کشور ایران رایج است، این گیاه با اختصاص دادن بیش از 22 میلیون هکتار از اراضی جهان به خود به عنوان چهارمین گیاهی روغنی مهم تجاری دنیا، پس از سویا، نخل و کانولا شناخته می شود .تغییرات آب و هوایی بر محصولات زراعی تاثیر منفی می گذارد و میزان تولید را بطور چشمگیری کاهش می دهد. دمای جهانی در قرن بیستم به میزان تقریبی 0/5 درجه سانتی گراد افزایش یافته و پیش بینی می شود که تا سال 2100 این میزان به 1/8تا 4/5 درجه سانتی گراد برسد. دما یکی از فاکتورهای مهم آب و هوایی موثر بر تولید محصولات کشاورزی بوده و دمای بالا اثر نامساعدی بر رشد، نمو و عملکرد گیاهان زراعی می گذارد به گونه ای که عملکرد محصولات زراعی به طور تقریبی به ازای افزایش 1 درجه دما 10% کاهش می یابد. در این پژوهش الگوی بیان تعداد هشت mirna (mir160،mir167 ،mir172 ،mir398 ،mir403 ،mir408 ، mir426، mir842) و ژن های هدف آن-ها (qhg18j04.yg.ab1، arf6، cox5b، nttg5b، ago2، ton1b ،tpp2 و f26k24.21) در بافت برگ و ریشه گیاه آفتابگردان زراعی در شرایط کنترل و تحت تنش گرما با دمای 42 درجه سانتی گراد در زمان-های 1/5، 3 و 6 ساعت با استفاده از روش qrt-pcrبررسی گردید. به منظور اطمینان از تنش وارده به گیاهان اندازه گیری میزان پرولین و بررسی بیان ژن hsp70 به ترتیب، به عنوان معیار های فیزیولوژیکی و مولکولی مورد ارزیابی قرار گرفتند. افزایش چشمگیر میزان پرولین در بافت های برگ و ریشه و افزایش بیان ژن hsp70 در بافت حساس ریشه، دمای انتخاب شده برای انجام تنش را مورد تایید قرار دادند. نتایج حاصل از بررسی بیان mirnaها، الگو های متفاوت بیانی را در دو بافت برگ و ریشه و در خلال تنش های ملایم، متوسط و شدید گرما نشان داد. این تغییرات بیانی متفاوت در بافت های برگ و ریشه و در زمان های مختلف تنش می تواند بیانگر جابه جایی سیگنال های القا شده پس از تنش گرما به بافت برگ و ریشه رخ داده باشد. اغلب mirnaها در بافت برگ و ریشه پس از اعمال تنش 1/5 ساعت افزایش بیان نشان دادند و با طولانی تر شدن مدت زمان تنش میزان بیان آن ها کاهش یافت. بیان mir398 و mir408 در بافت ریشه، روند مشابهی را در تمامی ساعات تنش نشان دادند و بیان mir842 در بافت ریشه پس از قرار گرفتن در دمای 42 درجه سانتی گراد کاهش نشان داد. روند بیان رونوشت ژن های هدف qhg18j04.yg.ab1، cox5b، ntgb5، ago2، ton1b و tpp2 در بافت برگ و ریشه پس از قرار گرفتن در دمای 42 درجه سانتی گراد در مدت زمان 1/5، 3 و 6 ساعت روندی متناوب را از خود نشان دادند و بیان ژن های arf6 و f26k24.21 در زمان های تنش متوسط و شدید در بافت برگ و ریشه کاهش بیان نشان دادند. تغییرات بیانی mirnaها در هر زمان از تنش متغیر بود و روند بیان آن ها با ژن های هدف خود در اغلب موارد روندی ناهماهنگ نشان داد که می تواند بدلیل تفاوت مابین سلول هدف و سلولی که mirna در آن بیان می شود، بوده باشد که این موضوع بیان گر پیچیده بودن شبکه تنظیمی mirnaها می باشد.