آنالیز مقایسه‌‌ای پروتئوم در بیوتیپ‌های حساس و مقاوم یولاف ‌وحشی زمستانه (avena ludoviciana durieu) به علف‌کش با استفاده از تکنیک itraq

یولاف ‌وحشی زمستانه (avena ludoviciana durieu)، یکی از علف‌‌های هرز مشکل‌‌ساز برای بسیاری از محصولات زراعی و به‌‌خصوص گندم می‌‌باشد، اما کاربرد گسترده و مداوم علف‌کش‌‌ها، منجر به بروز مقاومت این علف ‌‌‌هرز به علف‌کش‌‌ها در مناطق مختلف کشور شده است. این پژوهش با هدف آنالیز مقایسه‌‌ای پروتئوم بین بیوتیپ‌‌های حساس و مقاوم یولاف ‌وحشی به علف‎کش‌های بازدارنده accase و als با استفاده از طیف‌سنجی جرمی متوالی (ms/ms) و تکنیک itraq انجام شد. نتایج این بررسی از نظر مقایسه پروتئین‌‌های افتراقی نشان داد که 138 پروتئین در بیوتیپ مقاوم و 93 پروتئین در بیوتیپ حساس دارای بیان افتراقی deps می‌باشند که براساس آنالیز هستی‌شناسی ژن (go)، در سه دسته اصلی شامل کارکردهای مولکولی (mf)، فرایندهای بیولوژیکی (bp) و اجزای سلولی (cc) مورد مطالعه قرار گرفتند. همچنین آنالیز مسیرهای غنی‌سازی با استفاده از kegg نشان داد که غنی‌ترین مسیرها شامل مسیرهای متابولیک، متابولیسم کربوهیدرات‌ها و متابولیت‌های ثانویه بودند. در بیوتیپ مقاوم و در بین پروتئین‌‌های مسئول پاسخ دفاعی، سوپراکسید دیسموتاز (q0drv6) و در بین پروتئین‌‌های مسئول سم‌‌زدایی، سیتوکروم  p450(q6ysb4) تنظیم افزایشی داشتند. پروتئین‌های اصلی درگیر در فرآیند فتوسنتز شامل peta، psaa، زیرواحد بزرگ رابیسکو (rbcl)، کلروفیل a-b وسیتوکروم b6 (petb) در بیوتیپ مقاوم، تنظیم کاهشی داشتند، در‌حالی‌که در بیوتیپ حساس، پروتئین‌های psab، psaa، psbd، psbb و petb دارای تنظیم افزایشی بودند. علاوه بر این، سایر پروتئین ها مانند پروتئین‌‌ مرتبط با مقاومت به شوری (q6k4s7) نیز در بیوتیپ مقاوم دارای تنظیم افزایشی بود که به نظر می‌‌رسد این پروتئین‌‌ها می‌توانند در بروز مقاومت به علف‎کش نقش داشته باشند.

comparative analysis of proteome in herbicides susceptible and resistant winter wild oat (avena ludoviciana durieu) biotypes using itraq technique

abstractwinter wild oat is one of the most problematic weeds in many crops, especially wheat; however, the widespread and continuous application of herbicides has led to its resistance to herbicides in different parts of the country. this study was conducted to compare the proteome between susceptible and resistant biotypes of wild oats to accase and als inhibitors using tandem mass spectrometry (ms/ms) and the itraq techniques. the results of this study in terms of comparing the differential proteins identified 138 proteins with differential expression (deps) in resistant biotypes and 93 deps in susceptible biotypes. also, based on the results of gene ontology analysis (go), proteins with differential expression under herbicide treatments in susceptible and resistant biotypes were classified in three main categories including molecular functions (mf), biological processes (bp) and cellular components (cc). analysis of differential protein enrichment pathways using kegg showed that the richest pathways included metabolic pathways, carbohydrate metabolism, and secondary metabolites. among the proteins responsible for the defense response, superoxide dismutase (q0drv6) and among the proteins responsible for herbicide detoxification, cytochrome p450 (q6ysb4) had up-regulation in resistant biotype. the major proteins involved in photosynthesis including peta, psaa, large rubisco subunit (rbcl), chlorophyll a and b and cytochrome b6 (petb) in the resistant biotype had down-regulated, while in the susceptible biotype, psab, psaa, psbd, psbb and petb proteins had up-regulated. in addition, a salinity-related protein, such as q6k4s7 protein, was up-regulated in resistant biotypes, and it appears that these proteins may play a role in herbicide resistance.