بررسی نقش حافظه تنش گرمایی در پاسخ رونویسی برخی ژن‌های موثر در انتقال نیترات در ریشه گیاهچه‌های کلزا با استفاده از qrt-pcr

نیتروژن (n) یک درشت مغذی ضروری برای رشد و نمو گیاهان می‌باشد که میزان جذب آن توسط گیاه به شدت تحت تاثیر تنش‌های محیطی قرار می‌گیرد. از این رو افزایش کارایی مصرف نیتروژن (nue) به منظور کاهش مصرف کودهای ازته، کاهش آلاینده‌های محیطی، تقویت رشد گیاه و بهبود سیستم‌های مدیریت زراعی به خصوص در مواجهه با تغییرات تنش‌زای محیطی بسیار حائز اهمیت است. گیاهان قادرند با ایجاد حافظه تنش گرمایی، مقاومت بالایی به سطوح کشنده گرما نشان دهند. با این حال ارتباط بین جذب نیتروژن و تحمل اکتسابی گیاه به دماهای بالا هنوز به خوبی شناخته نشده است. از این رو در این مطالعه، ابتدا پروتئین های کلیدی (هاب) موثر در جذب نیتروژن در گیاه کلزا از طریق بیشترین برهم‌کنش بین تمام گره‌ها در شبکه پروتئینی با استفاده از چهار روش موجود در افزونه cytohubba نرم‌ افزار cytoscape شناسایی شدند. سپس با توجه به نقش منفی تنش گرمایی در جذب نیتروژن توسط گیاه، رابطه بین حافظه تنش گرمایی و بیان برخی ژن‌های کلیدی موثر در جذب نیتروژن با استفاده از تکنیک qrt-pcr مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که تنش گرما و حافظه تنش گرمایی بر میزان بیان bnnrt1 (ناقل نیترات با میل ترکیبی کم) و bnnrt2 (ناقل نیترات با میل ترکیبی بالا) تاثیر گذاشت. بدین‌ترتیب که با اعمال پیش تیمار دمایی، سطح بیان این ژن‌ها در ساعات زمانی خاصی پس از قرار گرفتن در معرض دمای بالا، نسبت به گیاهان پیش تیمار نشده افزایش یافت. از این رو به نظر می‌رسد اثرات مثبت حافظه تنش گرمایی بر بیان ژن‌های موثر در انتقال و جذب نیتروژن می‌تواند به عنوان یک استراتژی کارآمد برای کاهش آستانه حساسیت گیاه کلزا به تنش‌های مکرر دمای بالا به کار گرفته شود. 

investigating the role of heat stress memory in the transcriptional response of some nitrate transporter genes in canola seedling roots using qrt-pcr

nitrogen (n) is an essential macronutrient for plant growth and development, and its uptake by plants is significantly influenced by environmental stresses. enhancing nitrogen use efficiency (nue) is therefore crucial for minimizing nitrogen fertilizer consumption, mitigating environmental pollution, promoting plant growth, and optimizing agricultural management systems, especially in response to changing environmental stresses. plants possess the ability to withstand potentially lethal high temperatures through thermopriming and the establishment of heat stress memory. however, the relationship between nitrogen uptake and the acquisition of thermal tolerance remains unclear. in this study, the hub proteins involved in nitrogen uptake in canola plants were first identified as having the most interactions among all nodes in the protein network, using four computational algorithms available in the cytohubba software. considering the negative impact of heat stress on nitrogen uptake by plants, the relationship between heat stress memory and the expression of key genes involved in nitrogen uptake was evaluated using the qrt-pcr technique. it was observed that heat stress and heat stress memory affected the expression levels of bnnrt1 (low-affinity nitrate transporter) and bnnrt2 (high-affinity nitrate transporter). the expression levels of these transporters increased after exposure to high temperatures following thermopriming, compared to non-primed plants. therefore, it appears that the effects of heat stress memory on the expression of nitrogen transporter genes can be used as an efficient strategy for reducing the sensitivity threshold of rapeseed plants to recurrent high-temperature stresses by maintaining nitrogen uptake under heat stress.