بررسی الگوی بیان microrna ها و ژن های هدف آن ها در واکنش به تنش شوری در گیاه آفتابگردان

سلول های گیاهی جهت درک سیگنال های مختلف موجود در محیط پیرامونشان نمو یافته اند و از طریق تعدیل بیان ژن ها به آن ها پاسخ می دهند. شناخت مکانیسم های دخیل در تنش های غیرزیستی بسیار حائز اهمیت است. micrornaها یا mirnaها، rnaهای کوچک به طول تقریبی22-21 نوکلئوتید هستند که توسط ژنوم موجود کد شده، هیچ پروتئینی را کد نمی کنند و به عنوان تنظیم کننده های مهم بیان ژن پس از رونویسی در گیاهان و جانوران شناخته شده اند. mirnaها 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 زراعی (helianthus annuus l.) گیاهی است دیپلویید (x=17)، یکساله و به طور گسترده به عنوان منبع روغن خوراکی مورد استفاده قرار می گیرد. سطح زیر کشت جهانی آفتابگردان در سال 2012 در 60 کشور، حدود 01/25 میلیون هکتار تخمین زده شده است. آفتابگردان بعد از گیاهان سویا، کلزا و دانه پنبه چهارمین گیاه روغنی بوده و به عنوان منبع روغن با ارزشی بیش از 40 میلیارد دلار آمریکا شناخته شده است. مقاومت به شوری در آفتابگردان تقریباً مشابه سورگوم بوده و کمتر از گندم است و نسبت به کلزا، سویا و ذرت مقاوت بیشتری به شوری دارد. در نتیجه، آفتابگردان در گروه گیاهان نسبتاً مقاوم به شوری قرار می گیرد. عملکرد آفتابگردان در شوری حدود 5 دسی زیمنس بر متر کاهش چندانی ندارد. از سوی دیگر، شوری حدود 9 دسی زیمنس بر متر موجب کاهش 25 تا30 درصدی و شوری 12 دسی زیمنس بر متر سبب کاهش 50 درصدی عملکرد آفتابگردان می گردد. در پژوهش حاضر، الگوی بیان تعداد هشت mirna (mir160، mir167، mir172،mir398 ، mir403، mir408، mir426 و mir842) و ژن های هدف آن ها (به ترتیب qhg18j04.yg.ab1، arf6، cox5b، nttg5b، ago2،ton1b ، tpp2 و f26k24.21) در بافت های برگ و ریشه تحت شرایط کنترل و دو سطح تنش شوری (75 و 150 میلی مولار) با استفاده از روش qrt-pcr بررسی گردید. به منظور اطمینان از تنش وارده به گیاهان، اندازه گیری میزان پرولین، سدیم و پتاسیم به عنوان معیارهای فیزیولوژیکی مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج نشان دهنده افزایش معنی دار در میزان پرولین و سدیم و کاهش پتاسیم در بافت های برگ و ریشه بود و سطوح انتخاب شده برای انجام تنش را مورد تایید قرار داد. نتایج حاصل از بررسی بیان mirnaها، الگوی متفاوت بیانی را در دو بافت برگ و ریشه و در خلال تنش های ملایم و شدید تنش شوری نشان داد. این تغییرات بیانی متفاوت در بافت های برگ و ریشه و در سطوح مختلف تنش می تواند بیان گر جابجایی سیگنال های القاء شده پس از تنش شوری به بافت برگ و ریشه رخ داده باشد. با استفاده از نرم افزار pathway studio7، شبکه اینتراکشن های موجود بین این ژن ها، پروتئین ها و mirnaها رسم و بررسی گردید. شبکه های رسم شده نقش کلیه ی mirnaهای مورد بررسی را در تنش شوری تایید کرد. تغییرات بیانی mirnaها نسبت به شرایط کنترل در هر سطح از تنش متغیر بود و روند بیان آن ها با ژن های هدف خود در اغلب موارد روندی ناهماهنگ نشان داد که می تواند به دلیل 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.