توالی‌یابی و شناسایی اجزای پروموتر ژن 26sp7 و بررسی بیان آن در گندم تحت تنش خشکی

خشکی یکی از مهم‌ترین تنش‌های غیرزنده در تولید محصولات کشاورزی می‌باشد که هر ساله خسارت‌های زیادی به گیاهان زراعی مخصوصا گندم وارد می‌نماید. مقاومت به خشکی صفتی پیچیده است که به صورت چند‌ژنی کنترل می‌شود و گواهی بر پیچیدگی اصلاح این صفت زراعی مهم می‌باشد. تاکنون روش‌های زیادی برای اصلاح گیاهان به تنش خشکی به‌ کار گرفته شده‌است. در این میان پرتوتابی رهیافت مناسبی برای بهبود سطح تنوع ژنتیکی در کوتاه مدت به‌نظر می‌رسد. مطالعات بسیاری نشان می‌دهد که بیان اکثر ژن‌ها در شرایط متغییر محیطی مبتنی بر کنترل ترکیبی چند فاکتور رونویسی و اتصال آنها به عناصرموجود در ناحیه‌ی پروموتر است. لذا در مطالعه‌ی حاضر توالی‌یابی کامل یکی از ژن‌های‌ دخیل در تخریب پروتئین‌ها (26sp7) برای اولین بار، با روش پیمایش ژنومی، بررسی توالی پروموتر ژن با استفاده از نرم‌افزارهای new place و plant care و همچنین بررسی الگوی بیان ژن‌ با روش qrt-pcr در گندم رقم طبسی (حساس به خشکی) و لاین موتانت آن t-65-58-8 (نیمه متحمل به خشکی) تیمار شده با اشعه‌ی گاما، طی تنش خشکی اعمال شده با peg در سطح 0.5 مگاپاسکال در مرحله‌ی گیاهچه‌ای انجام شد. بیان ژن26sp7 در لاین نیمه متحمل موتانت و رقم حساس طبسی طی تنش خشکی افزایش یافته است. در لاین موتانت در تیمار سه ساعت پس از اعمال تنش، به حداکثر میزان تظاهر رسیده‌است. در رقم طبسی، با شروع تنش خشکی میزان بیان این ژن افزایش یافته، تااینکه در 48 ساعت پس از اعمال تنش به حداکثر میزان خود رسیده است. الگوی بیان ژن در رقم‌ طبسی نشان‌دهنده‌ی افزایش بیان ژن در تمامی تیمارهای تنش می‌باشد که احتمالا نشان‌دهنده تخریب پروتئین‌ها طی تمامی تیمارها و دلیل بر حساس بودن این رقم می‌باشد. بررسی توالی پروموتر این ژن حاکی از وجود درصد بالایی از عناصر تنظیم‌کننده‌ی همسوساز طی تنش خشکی و دهیدر اسیون سلولی مانند عناصر پاسخ‌دهنده به کم‌آبی (dre)، جایگاه اتصال پروتئین‌های (myb) و(myc) ، عناصر پاسخ‌دهنده به اسیدآبسیزیک (abre) ، پاسخ‌دهنده به نور(gt) ، عناصر تنظیم‌کننده‌ی رونویسی ژن مانند جعبه‌ی tata و جعبه‌ی caat بود. بنابراین، افزایش بیان این ژن طی تنش خشکی را می‌توان احتمالا به جایگاه‌های اتصال فاکتورهای رونویسی که طی تنش خشکی موجب بیان این ژن می‌شود، نسبت داد.

Sequencing and characterization of promoter components 26Sp7 gene and expression pattern in wheat under drought

Drought is one of the most important abiotic stresses in agriculture, which limit crops production. Drought tolerance is a complicated trait that is controlled by polygenes, which is expresses the difficulty of breeding of drought tolerance. Variety of strategies has been used to improve this trait in crops, including traditional selection methods and genetic engineering. In this case, irradiation is an appropriate approach for improving the level of genetic variation in a short time. Many studies show that the expression of most genes in environmentally variable conditions is based on the combination control of several transcription factors and their binding to the elements in the promoter. Therefore sequencing of one of the genes involved in the degradation of proteins (26Sp7) using genome sequencing, sequencing of promoter using NEW PLACE and plantCARE software, And the expression pattern 26Sp7 in mutant line T65588 (semidrought tolerant) derived from Tabasi (droughtsensitive) radiated with gamma rays in seedling stage during drought stress by QRTPCR were studid. The expression of the 26Sp7 in Tabasi and mutant showed an increase in all stress treatments. So, in the mutant line, it has peaked in 3 hours after start of stress. On the other hand, in Tabasi, with the onset of drought stress, the expression of this gene increased, until it reached maximum in 48 hours after stress. The expression in the Tabasi showed an increase in gene expression in all stress treatments, which in turn probably indicates the destruction of proteins in drought stress treatments, which also verified the sensitivity of this variety. on the other hand, the promoter sequences of this gene indicate regulatory elements during drought stress such as dehydration responsive elements (DRE) and the binding site of MYB and MYC proteins and abcisic acid responsive elements (ABRE) and responded to light (GT) and gene transcription regulator elements such as the TATA box and the CAAT box. Thus, the increased expression of this gene during drought stress may be attributed to the binding sites of transcription factors that cause this gene expression during drought.