تاثیر الیسیتور اگزالیک اسید بر روی بیان پروتئین ها و ژن های درگیر مقاومت به اسکلروتینا در آفتابگردان

کپک سفید (sclerotinia sclerotiorum) یکی از بیماری های نکروتروفیک مهم گیاهی است که خسارت آن در بیش از ??? گونه گیاهی گزارش شده است. فاز اولیه آلودگی گیاهان توسط این پاتوژن از طریق الیسیتورها صورت می گیرد. مهم ترین الیسیتور این قارچ اگزالیک اسید می باشد. به منظور بررسی اثر الیسیتور اگزالیک اسید در بیان پروتئین ها و ژن های موثر در پاسخ گیاه به بیماری کپک سفید ناشی از s. sclerotiorum ، دو لاین نر عقیم مقاوم (tub) و حساس (sat1) آفتاب گردان (helianthus annuus) انتحاب شدند. الیسیتور اگزالیک اسید 20 میلی مولار با زمان های 2، 6، 12 و 24 ساعت به همراه تیمار کنترل (آب) به صورت آزمایشات فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی در مرحله دو کوتیلدونی به میزبان اعمال گردید. برگ های هر بوته به طور جداگانه در زمان های اعمال تیمار برداشت شد و یک برگ برای انجام آزمایشات پروتئومیکس و برگ دیگر برای آزمایشات آنالیز بیان کمی ژن ها مورد استفاده قرار گرفت. استخراج پروتئین به روش (tca) تغییر یافته انجام شد و آنالیز پروتئومیکس با استفاده از نوار های غیر خطی آکریل آمیدی آمرشام ((pi:3-10 صورت گرفت. لکه های افتراقی استاندارد شده معنی دار از طریق طیف سنجی جرمی (maldi tof tof)،شناسایی شد که بدون در نظر گرفتن پروتئین های ذخیره ای، 15% آنها را پروتئین های چرخه انرژی، 40% درصد آنزیم های اکسیدوردوکتاز و 30% درصد آنزیم های ترانسفرازی، لیازی و فاکتورهای رونویسی تشکیل می دادند. نفوذ اگزالیک اسید در لاین حساس پس از دو ساعت تیمار و در لاین مقاوم پس از شش ساعت مشاهده شد. مقاومت غشاء در لاین مقاوم مربوط به تخریب دیر هنگام غشا به خاطر فعالیت کم لیپوکسیژناز در لاین مقاوم نسبت به لاین حساس بود. پس از نفوذ اگزالیک اسید، آنزیم های آنتی اکسیدانت از جمله سوپر اکسید دیسموتاز، کاتالاز و اگزالات اکسیداز در لاین مقاوم به طور معنی دار بیشتر از لاین حساس فعالیت داشتند. اگزالیک اسید در هر دولاین مورد بررسی، ایزوسیترات سنتاز را در چرخه tca افزایش داده بود، در لاین حساس با فعال شدن ایزوسیترات لیاز و در نهایت مالات سنتاز مسیر گلی اکسیلات نیز فعال شده و میزان مالات را افزایش داده بود در صورتی که در لاین مقاوم چرخه tca فعال تر شده و مالات از طریق مالات دهیدروژناز افزایش یافته بود. این امر میتواند بیانگر این مطلب باشدکه تولید atp در لاین مقاوم بیشتر از لاین حساس بوده زیرا مقاومت در برابر الیسیتور قارچی یک استراتژی انرژی بر می باشد و رقم مقاوم با تولید انرژی توانسته مقاومت را تامین نماید. در صورتی که در لاین حساس کمبود atp به نظر میرسد به دلیل تغییر ایزوسیترات لیاز به گلی اکسیلات باشد. کمبود atp و بیان ژن hsr 203j نشان گر فعالیت فوق حساسیت و هدایت سلول ها به سوی مرگ برنامه ریزی شده سلولی در لاین حساس بوده چراکه قارچ نکروتروفیک کپک سفید در لاین های حساس از طریق افزایش مرگ برنامه ریزی شده سلولی باعث ایجاد آلودگی می گردد. علت انتخاب استراتژی مقاومت به قارچ های بیوتروف به جای قارچ نکروتروف عامل کپک سفید، مربوط به بیان ژن های فاکتور رونویسی wrky4 و wrky70 در لاین حساس بود که القاء کننده مسیر سالسیلیک اسید می باشند و در لاین مقاوم کاهش بیان فاکتوررونویسی wrky4 و wrky71، و افزایش بیان wrky33، wrky25 و wrky52 اتفاق افتاده است که مسیر جاسمونات و اتیلن را افزایش می دهد و القاء کننده مقاومت به قارچ های نکروتروف می باشد. بنابراین می توان گفت مقاومت به الیسیتور قارچ s. sclerotiorum در گیاه مقاوم، پلی ژنیک بوده که پروتئین ها و ژن های مختلفی ازجمله ژن ها و پروتئین های درگیر در مهار تخریب غشائی، چرخه انرژی و همچنین آنتی اکسیدانت ها در این مسیر نقش عمده ای را ایفا می نمایند و با تنظیم بیان ژن ها از طریق فاکتور رونویسی wrky، استراتژی مسیر جاسمونات و اتیلن را فعال می سازند و مانع مرگ برنامه ریزی شده سلولی می گردند. بنابرین به نظر میرسد با دستورزی بر روی ژن فاکتور رونویسی wrky، بتوان تنظیم بیان شبکه ای از ژن های مرتبط با سیستم مقاومت به قارچ s. sclerotiorum در گیاه آفتابگردان کنترل ودر غربالگری مورد استفاده قرار داد.