بررسی تاثیر قارچ های همزیست اندوفایت در تغییرات الگوی پروتئوم فسکیوی بلند تحت شرایط تنش خشکی

در این تحقیق اثرات قارچ اندوفایت متعلق به جنس نئوتیفودیوم که به صورت همزیست اجباری با فسکیوی بلند (festuca arundinacea schreb) می باشد و تنش خشکی، روی تغییرات پروفیل پروتئینی این گونه مورد بررسی قرار گرفت. برای مقاومت به استرس خشکی گیاهان دستخوش تغییراتی مانند تغییرات در ژن و پروفیل های بیان پروتئین قرار گرفتند. گیاهچه های ژنوتیپ فسکیوی بلند حاوی اندوفایت از کلکسیون موجود در پژوهشکده بیوتکنولوژی کشاورزی شمال غرب و غرب کشور واقع در تبریز تهیه شد. پس از گذشت 20 روز از استقرار گیاهان حاوی قارچ اندوفایت (e+) و بدون قارچ اندوفایت (e) درون گلدان، بر اساس آزمایشات خاک مورد استفاده، تیمارهای آبی شامل شرایط مطلوب یا شاهد (100% ظرفیت مزرعه)، تنش خشکی به مدت 14 روز (25% ظرفیت مزرعه) ، درون گلدان در گلخانه اعمال شد. آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی در دو تکرار اجرا شد. پس از نمونه گیری از برگ از طریق آزمایشات الکتروفورز دوبعدی و پس از آنالیز نرم افزاری پروتئین هایی که تغییر بیان داشتند مشخص و به کمک طیف سنجی جرمی شناسایی شدند. نتایج طیف سنجی جرمی نشان داد که اعمال تنش در گیاهان فسکویی بلند تحت شرایط تنش خشکی در گیاهان +e نسبت به e بیان سه پروتئین را که در مسیر چرخه کالوین دخالت داشتند تغییر داده است. سه پروتئین مورد نظر شامل ریبولوز1و5 بیس فسفات کربوکسیلاز (آنزیم روبیسکو) (لکه a13)، گلیسرآلدهید3 فسفات دهیدروژناز (لکه c7) و سدوهپتولوز 1و7 بیس فسفاتاز (لکه a1) بودند. گلیسرآلدهید3 فسفات دهیدروژناز و سدوهپتولوز 1و7 بیس فسفاتاز به ترتیب در شرایط تنش در گیاهان آلوده به قارچ اندوفایت (+e) نسبت به شرایط کنترل 0.183و 0.25برابر کاهش بیان داشته است ولی در گیاهان بدون اندوفایت (e) نسبت به شرایط کنترل 2.4 و 12.1 برابر افزایش بیان داشته است از طرفی آنزیم روبیسکو در شرایط تنش خشکی نسبت به کنترل در گیاهان e+، 61.2 برابر افزایش بیان و در گیاهان e ،0.7 کاهش بیان داشته است. به طور کلی تنش خشکی در گیاهان به سیستم فتوسنتز صدمه می زند یعنی پتانسیل چرخه کالوین را در گیاه کاهش می دهد ولی با همزیست شدن گیاه با موجودات میکوریزا مانند اندوفایت و ریزوبیوم این کاهش پتانسیل جبران می شود و تنش در گیاه همزیست نسبت به کنترل درک نمی شود.

Effect of Endophytic fungi in Festuca arundinaceae proteome pattern changes under drought stress

In this research, have been investigated the effects of endophytic fungi from Neotyphidum genius that has mandatory symbiosis with tall fescue (Festuca arundinacea schreb) and drought stress on changes in the protein profile of the tall fescue species. This process requires changes in the gene and protein expression profiles. Since these proteins have not been reported for tall fescue species. this study will be important for the drought crisis. The high tall fescue genotypes containing endophyte were prepared from a collection of the Northwest and West Research Institute of Agricultural Biotechnology in Tabriz. After 20 days that plants remain in pots, water treatments containing favorable conditions or controls (100% field capacity), 14 days drought stress (25% FC) and 14 days after discharge from recovery again were imposed in the greenhouse were applied based on testing soil, after 20 days from the establishment of plants in pots. The experiment was conducted as factorial in a completely randomized design with two replications. After sampling, by using Proteomics, the proteins that changed, were determined by 2DPLATENIUM software and separated by mass spectrometry for analysis. The results of mass spectrometry at the University of Southern Denmark showed that tensions in tall festuca plants under the conditions of drought stress in E + plants compared to E expression proteins involved in the Calvin cycle, and three types of proteins were more involved are: Ribulose 1 and 5 Bisphosphate carboxylase (Rubisco enzymes) (A13 spot), Glyceral aldehyde3phosphate dehydrogenase (C7 spot), and Sedoheptolose1 , 7 Bisphosphatase (A1 spot). GA3P and S1.7BP respectively expressed 0.183 and 0.25,in terms of stress in plants infected with endophytic fungi (E+) compared to control conditions, but 2.4 in plants without endophyte (E) than control conditions .On the other hand, RUBP 61.2 time increase expression in terms of drought stress compared to control in E + plants, and decrease 0.7 in E plants. In general, drought stress in plants affects the photosynthesis system, which reduces the potential of the Calvin cycle in the plant, but this reduction is compensated by plant coexistence with mycorrhizal organisms such as endophyte and rhizobium.