بررسی نقش ژن شبه همومیوسین-4 در واکنش های دفاعی گیاه آرابیدوپسیس (arabidopsis thaliana)

برخی از واکنش های دفاعی در گیاهان از یاخته نخستین قبل از جدایی گیاهان و جانوران منشا دارند. ژن شبه همومیوسین-4 (hml4) پروتئینی مشابه با یک پذیرنده در سیستم ایمنی ذاتی مگس سرکه (همومیوسین) را در گیاه آرابیدوپسیس کد گذاری می کند. hml4 در خانواده ژنی شبه همومیوسین (hml) (یک زیر بخش از بالا خانواده شبه استریکتوسیدین سینتاز (ssl) در آرابیدوپسیس) قرار دارد. این خانواده دارای 4 ژن می باشد (atssl4-atssl7 یا hml1-hml4). بررسی های بیوانفورماتیکی شباهت بسیار این ژن ها با ناحیه ssl پروتئین همومیوسین در مگس سرکه را تصدیق می کنند (بیش از 86% شباهت). بر اساس افزایش معنی دار بیان این ژن ها در پاسخ به سالیسیلیک اسید، متیل جاسمونیت، اتیلن، قارچ های پاتوژن alternaria brassicicola و botrytis cinerea و ویروس موزاییک خیار، این ژن ها احتمالاً در واکنش های دفاعی گیاه نقش دارند. در این بررسی ها ژن hml4 پاسخ دهنده ترین ژن در میان اعضای خانواده می باشد و احتمال دارد اهمیت بیشتری در واکنش های دفاعی گیاه داشته باشد. علاوه بر آن hml4 تنها ژنی از خانواده hml می باشد که به طور چشم گیری در شرایط زخم بیان می شود. برای بررسی نقش ژن hml4 در فرایندهای ایمنی، گیاهان آرابیدوپسیس در شرایط مختلفی از قبیل: سن 5 هفتگی، سن 8 هفتگی (ظهور پیری) و شرایط زخم توسط اسپورهای قارچ نکروتروف b. cinerea به روش تلقیح قطره ای در شرایط زنده مایه کوبی شدند. با بررسی مقایسه ای مقاومت بین گیاهان جهش یافته سرکوب شده در ژن hml4 و گیاهان جهش یافته فرابیان شده در ژن hml4 در شرایط مختلف، الگویی از نقش ژن hml4 در واکنش های دفاعی گیاه حاصل شد. بر اساس این یافته ها ژن hml4 احتمالاً یک عملکرد تنظیمی مثبت و همچنین منفی در واکنش های دفاعی گیاه در مقابل پاتوژن b. cinerea دارد و سطح بیان hml4 تعیین کننده نقش تنظیمی آن در شرایط متفاوت است. بیان بهینه ژن hml4 منجر به مقاومت (تنظیم مثبت) و بیان hml4 فراتر از حد بهینه منجر به حساسیت (تنظیم منفی) در برابر پاتوژن b. cinerea می گردد. دو عملکرد متضاد hml4 ممکن است حاصل میان کنش هایی بین مسیرهای مختلف انتقال پیام باشد که در نهایت مقاومت به پاتوژن های نکروتروف همانند b. cinerea را تحت تاثیر قرار می دهد. به طور خلاصه نقش تنظیمی hml4 در واکنش های دفاعی گیاه وابسته به مرحله نموی و دیگر شرایط مانند زخم می باشد که با تاثیر بر سطح بیان ژن hml4 منجر به مقاومت یا حساسیت در برابر پاتوژن نکروتروف b. cinerea می گردد.