analysis of salt stress-responsive transcriptome in barley root (hordeum vulgare l.)

Salinity stress is one of the most important environmental stresses that decrease crop growth and yield. barley is an important crop known as the salt-tolerant plant in cereals. in this study, the salt stress-responsive root transcriptome of tolerant (afzal) and susceptible (yusef) cultivars was investigated. the sequencing of mrna transcripts (termed rna-seq) was performed using the illumina hiseq platform after filtering for rna with 3’ polyadenylated tails to include only mrna. the tuxedo pipeline was used to identify the altered expression of transcripts. sequencing results showed that, after initial trimming of the reads, more than 20 million reads (92%) remained for all samples, of which 88% were aligned with the barley genome. bioinformatics analysis showed the altered genes expressions in various processes such as membrane antiporter and transporter activity, an antioxidant, wide range of kinase and phosphatase cascades, internal signal transduction, metabolism of carbohydrates, amino acids, and lipids, binding processes, response to plant hormones, catalytic activity, and cell wall organization. gene network analysis revealed that key genes, including proteins involved in systemic acquired resistance, peroxidase family proteins, cyclin-dependent protein kinase, phosphatidylinositol kinase, auxin-carrying proteins, mannose 6 phosphate isomerase, helicases and transcription factors play an important role in salt tolerance. these data can be used as a valuable source in future studies for genetic manipulation of barley and development of salinity tolerant cultivars.

hordeum vulgare l.) آنالیز ترانسکریپتوم پاسخ دهنده به تنش شوری در ریشه جو

تنش شوری یکی از مهم­ترین تنش­های محیطی است که منجر به کاهش رشد و عملکرد گیاهان زراعی می­شود. جو یک محصول مهم زراعی است که به عنوان گیاهی متحمل به شوری در بین غلات شناخته می­شود. در این مطالعه، ترانسکریپتوم پاسخ دهنده به تنش شوری در ریشه ارقام متحمل (افضل) و حساس (یوسف) مورد بررسی قرار گرفت. توالی­یابی ترانسکریپت­های mrna (اصطلاحاً rna-seq) با استفاده از پلت فرم ایلومینا hiseq، بعد از فیلتر شدن برای rna با دم 3َ پلی آدنیله که فقط شامل mrna باشد، اجرا شد. جهت شناسایی ترانسکریپت­های تغییر بیان یافته از پایپلاین tuxedo استفاده گردید. نتایج توالی یابی نشان داد که پس از تریمینگ اولیه خوانش­ها، بالای 20 میلیون خوانش (92 درصد) برای تمامی نمونه­ها باقی ماند و از این تعداد خوانش، حدود 88 درصد با ژنوم جو هم ردیف شدند. آنالیزهای بیوانفورماتیکی نشان داد که ژن­های تغییر بیان یافته در فرآیندهای مختلفی همچون فعالیت آنتی­پورتر و ترانسپورتر غشایی، آنتی اکسیدان، طیف وسیعی از آبشارهای کینازی و فسفاتازی، ترارسانی، متابولیک کربوهیدرات­ها، اسیدهای آمینه و لیپیدها، فرآیندهای اتصال، پاسخ به هورمون­های گیاهی، فعالیت کاتالیتیک و سازماندهی دیواره سلولی نقش دارند. در تجزیه شبکه ژنی مشاهده شد که ژنهای کلیدی از جمله پروتئین­های درگیر در ایجاد مقاومت اکتسابی سیستمیک، پروتئین­های خانواده پراکسیداز، پروتئین کیناز وابسته به سایکلین، فسفاتیدیل اینوزیتول کیناز، پروتئین­های حامل اکسین، مانوز 6 فسفات ایزومراز، هلیکازها و فاکتورهای رونویسی در ایجاد تحمل به شوری نقش مهمی ایفا می­کنند. این اطلاعات می توانند به عنوان یک منبع ارزشمند در مطالعات آینده برای دستورزی­های ژنتیکی گیاه جو و توسعه رقم متحمل به شوری استفاده شوند.