شناسایی خانواده ژنی abc-transporter و آنالیز الگوی همزمانی شبکه بیان ژنی در مراحل مختلف نموی استولون سیب زمینی در پاسخ به تنش‌های خشکی و شوری

ژنهایabc transporter (atpbinding cassette) یکی از بزرگ ترین خانواده های ژنی هستند که در سه قلمرو باکتریها، یوباکتریها و یوکاریوت ها یافت می شوند. بیشتر پروتئین‌های شناخته شدهabc ، وابسته به atp بوده و ناقلین غشایی قادر به جابجایی و انتقال محدوده وسیعی از مولکول‌های درون و بیرون غشای سلولی اند. این ناقلین در فرآیندهای زیستی متنوعی نقش مهمی دارند. از آنجا که تاکنون مطالعه جامعی در رابطه با شناساییabc transporterها در گیاه سیب زمینی انجام نشده است، در این تحقیق با جستجو در پایگاه اطلاعاتی ncbi و غربالگری ژن های شناسایی شده، در نهایت 228 ژن abc transporter شناسایی شد. تجزیه و تحلیل هستی شناسی(go) نشان داد که حدود %53 ازabc transporter ها در فرآیندهای بیولوژیکی وظیفه انتقال و جابجایی مواد را برعهده دارند. همچنین، تجزیه و تحلیل عملکرد مولکولی و محتوای سلولی نشان داد به ترتیب %32 به عنوان atpbinding و%43 از آنها جزء عملگرهای غشاهای درونی هستند. همچنین بررسی عناصر cis در پروموتور ژن های abc transporter انجام گرفت که در نهایت 13عنصر در تنش خشکی و 3 عنصر در تنش شوری مشخص گردید. درنهایت الگوی بیانی 8 ژنabc transporter انتخاب شده تحت تنش های خشکی و شوری با استفاده از روش qpcrمورد تائید و بررسی قرار گرفت. نتایج بررسی ها نشان داد، ژن های مورد مطالعه تحت تاثیر تنش ها بودند. ژن های stabc050،stabc084 و stabc124 در تنش خشکی و نیز ژن های stabc084 و stabc001در برابر تنش شوری دارای افزایش بیان بودند. در ادامه جهت اطمینان از اعمال تنش های وارد شده، میزان پرولین و rwc و نیز سدیمپتاسیم اندازه گیری شد. طبق نتایج به دست آمده با افزایش تنش خشکی، مقدار پرولین در مراحل نموی مختلف روند افزایشی و رطوبت نسبی دارای روند کاهشی بود به طوری که این کاهش در میزان rwc با کنترل، در سطح %1 اختلاف معنی داری را نشان داد. هدف از این تحقیق، شناسایی بیوانفورماتیکی و بررسی الگوی بیان ژن های انتخابی abc transporter تحت تنش خشکی و شوری در سیب زمینی بود.

Identification of ABC-Transporter gene family and analysis of gene co-expression network pattern in different stages of potato stolone development in response to drought and salinity stress

ABC transporters (ATPbinding cassettes) are among the largest gene families found in the three domains of bacteria, eubacteria, and eukaryotes. Most known ABC proteins are ATPdependent, and membrane transporter and transport a wide range of molecules. These carriers play an important role in various biological processes. Since no comprehensive study has been performed on the identifying of ABC transporters in the potato plant, in this study, by searching the NCBI database and screening the identified genes, 228 ABC transporter genes were finally identified. Analysis of gene ontology (GO) showed that about 53% of ABC transporters in biological processes are responsible for transporting materials. In the analysis of molecular function and cell content, it was found that 32% are ATPbinding and 43% of them are inner membrane actuators, respectively. Also, the Cis elements in the promoter of ABC transporter genes was investigated, which finally identified 13 elements in drought stress and three elements in salinity stress. Finally, the expression pattern of eight selected ABC transporter genes under drought and salinity stresses was investigated using qPCR method. The results showed the effect of the studied genes under stress. StABC050, StABC084 and StABC124 genes in drought stress and StABC084 and StABC001 genes had high expression in salinity stress. Then, to ensure the application of the applied stresses, the amount of proline and RWC and Na+/K+ were measured. According to the results, with increasing drought stress, the amount of proline in different developmental stages increased and RWC decreased, so that this decrease showed a significant difference at the level of 1%. The aim of this study was to identify and evaluate the expression pattern of selected ABC transporter genes under drought and salinity stresses in potato.