آنالیز داده های microarray و شناسایی ژن (های) مهم دخیل در مقاومت به تنش شوری در گیاه لگوم مدل medicago truncatula

مقاومت به شوری صفت بسیار پیچیده ایی است که ژن های متعددی در آن نقش دارند. تا به امروز فعالیت های متعددی همچون استفاده از تنوع ژنتیکی، ایجاد گیاهان تراریخته، و یا تغییر سطوح بروز ژن های درگیر در مقاومت، برای بهبود مقاومت به شوری در گیاهان بکار گرفته شده اند. شناسایی ژن های جدید موثر در مقاومت و بهره-برداری از آن ها، برای درک بهتر از پاسخ یک موجود زنده به شرایط مختلف ضروری است. روش های بیولوژیکی که بطور سنتی برای تعیین عمل ژن بکار گرفته می شوند بر پایه استفاده از موتانت-های مخصوص استوارند. چنین روش-هایی مستلزم صرف هزینه زیاد و کار آزمایشگاهی سخت و طاقت فرسا می باشند. امروزه، با پیدایش و گسترش سریع اطلاعات مربوط به توالی های پروتئینی و اسیدنوکلئیکی مانند ریزآرایه دریچه ایی جدید بر روی شناسایی کارکرد ژن ها ایجاد شد. در پژوهش حاضر، با آنالیز داده های ریزآرایه شوری مربوط به گونه medicago truncatula که در پایگاه ncbi در اختیار عموم قرار دارند، ژنی شناسایی و برای تایید آزمایشگاهی انتخاب شد که گزارشی مبنی بر فعالیت آن در مقاومت به تنش شوری وجود نداشت. در اجرای مطالعه علاوه بر گونه یونجه مدل، از دو گونه یونجه یکساله دیگر شامل m. laciniataو m. polymorpha نیز استفاده شد. همچنین، در این مطالعه سعی گردید با اندازه گیری صفات مورفو-فیزیولوژیک، چگونگی رابطه بین میزان بیان ژن و صفات مورد اندازه گیری بررسی شود. آنالیز داده های مورفولوژیکی نشان داد که تنش شوری، وزن خشک اندام هوایی و ریشه گونه m. truncatula را بطور معنی داری (p?0.05) کاهش داد. در حالیکه میزان کاهش این دو صفت در دو گونه m. laciniata و m. polymorpha در شرایط شور نسبت به کنترل، غیر معنی دار بود. غلظت آنتوسیانین ها در برگ در شرایط تنش در هر سه گونه افزایش یافت. این افزایش در دو گونه m. laciniata و m. polymorpha معنی دار و برای گونه m. trucatula غیرمعنی دار بود.آنالیز داده های ریزآرایه نشان داد که پروب ست mtr.17903.s1_at یکی از ژن های کاندید در القای مقاومت به تنش شوری در m. truncatula است. آنالیزهای بیوانفورماتیکی بیشتر نشان داد که ژنومm. truncatula دارای دو رونوشت mttlp1aو mttlp1b برای توالی کامل mrnaای mtr.17903_s_at می باشد. آنالیز rt-pcr با کمک پرایمرهای اختصاصی برای هر رونوشت نشان داد که میزان بیان رونوشت mttlp1aدر بافت ریشه و برگی هر سه گونه مورد مطالعه در شرایط تنش شوری افزایش داشت. بیان رونوشت مذکور در گونه m. truncatula نسبت به دو گونه دیگر بسیار کمتر بود. با توجه به حساس تر بودن m. truncatula به تنش شوری، می توان نتیجه گرفت میزان افزایش بیان رونوشت mttlp1a برای حفاظت یونجه مدل در برابر تنش شوری کافی نبوده است و بیان بالای رونوشت mttlp1aدر مقاومت به شوری تاثیر بیشتری دارد تا افزایش بیان معنی دار آن در غلظتی پایین. بر اساس نتایج این مطالعه بیان رونوشت mttlp1bکه محدود به گونه m. truncatula بوده و در حالت کنترل اندک است، با اعمال تنش شوری افزایش بیان بسیار چشمگیری می-یابد. آنالیز پروموتور و آنالیز شبکه نشان دهنده دخالت سیگنال اسید آبسیزیک در القای ژن های tubby می باشد. بر اساس اطلاعات ما، این پژوهش برای اولین بار نشان داد که ژن های tubby در مقاومت به شوری نقش دارند. کلمات کلیدی: آنتوسیانین، آنالیز ریزآرایه، بیان ژن، ژن هایtubby، یونجه یکساله.