شناسایی و بررسی بیان برخی از اعضای خانواده‌های ژنی rlp و rlk در ترنسکریپتوم پیاز زعفران آلوده به بیماری پوسیدگی فوزاریومی

زعفران (.l crocus sativus) نه‌تنها یکی از ارزشمندترین محصولات کشاورزی ایران و جهان به‌‌شمار می‌آید، بلکه جایگاه ویژه‌ای در بین محصولات صادراتی و صنعتی ایران دارد. تکثیر این گیاه از طریق بنه صورت می‌گیرد از این‌رو، جلوگیری از آلودگی بنه‌های زعفران با بیمارگر‌ها، چالشی مهم برای حفظ کیفیت و عملکرد محصول زعفران است. بنابراین، بررسی سازوکار‌های ژنتیکی مربوط به واکنش گیاه زعفران به بیمارگر‌های قارچی از جمله عامل پوسیدگی فوزاریومی بنه زعفران (fusarium oxysporum)، بسیار حائز اهمیت است. با توجه به اینکه گیاهان برای دفاع از خود طیف وسیعی از ژن‌های مقاومت را بیان می‌کنند و در این بین، نقش ژن‌های مربوط به مسیر pti (pti :pattern-triggered immunity) همانند ژن‌های خانواده lysm-rlk در مقاومت به بیمارگر‌ها بسیار مهم است؛ از این‌رو در این مطالعه ترنسکریپتوم بنه‌های زعفران آلوده به بیمارگر fusarium oxysporum به منظور شناسایی و بررسی ژن‌های متعلق به خانواده‌های ژنی rlp و rlk، مورد مطالعه قرار گرفت. در مجموع، 45 ژن کدکننده گیرنده‌های (receptors) مسیر pti در ترنسکریپتوم زعفران شناسایی شدند که از این تعداد 40 توالی متعلق به خانواده rlp (receptor-like proteins) و 5 توالی متعلق به خانواده rlk (receptor-like kinases) بودند. بررسی بیان اعضای این خانواده‌های ژنی نشان داد که بیشترین بیان به‌ترتیب مربوط به توالی‌های contig-41583 (rlp) و contig-61879 (rlk) در بافت‌های کلاله و پیاز زعفران بود. همچنین افزایش بیان معنی‌داری این ژن‌ها در نمونه‌های آلوده نسبت به نمونه شاهد مشخص شد. علاوه بر این، نتایج سنجش بیان ژن‌های انتخاب شده (contig-41583 و contig-61879) با استفاده از روش qrt-pcr نشان داد که ژن‌های مورد بررسی در تیمار 72 ساعت پس از آلودگی نسبت به تیمار 48 ساعت بیان بالاتری داشته‌اند. یافته‌های این مطالعه نشان می‌دهد که پروتئین‌های rlk به دلیل وجود موتیف lysm عملکردی حیاتی در تعامل بین زعفران و بیمارگر دارد. اتصال موتیف lysm به پپتیدوگلیکان‌های باکتریایی یا کیتین‌های دیواره برخی قارچ‌ها و اوومیست‌ها سبب تحریک پاسخ‌های ایمنی گیاه می‌شود. به‎طور کلی، یافته‌های این مطالعه در درک ماهیت اختصاصی روابط بین بیمارگر و گیاه حائز اهمیت بوده و می‌تواند در شناخت مسیر ایمنی pti مفید باشد.

identification and expression analysis of rlp and rlk gene family members in transcriptome of saffron infected with fusarium oxysporum corm rot

saffron (crocus sativus l.) is not only one of the most expensive food products in iran and the world but also holds a special place among iran’s export and industrial products. since saffron is propagated only through corms, preventing the contamination of corms as “seed” with devastating pathogens is crucial to maintaining the quality and yield of the saffron. hence, investigating the genetic mechanisms associated with the response of the saffron plant to fungal pathogens such as fusarium wilt rot (fusarium oxysporum) is of great importance. given that plants express a wide range of resistance genes to defend themselves, the role of genes related to the pti (pattern-triggered immunity) pathway, such as those in the lysm-rlk family, is crucial in pathogen resistance. therefore, studying the transcriptome of saffron corms infected with the pathogen fusarium oxysporum is important for identifying and investigating the genes belonging to the rlp and rlk gene families. plants express a wide range of resistance genes to respond to pathogens attacks. among different gene families associated with pti pathway, the lysm-rlk family plays an important role in resistance to pathogens. therefore, in this study, the transcriptome of saffron corms infected with the fusarium oxysporum was studied to identify and investigate the genes belonging to the rlp and rlk gene families. according to the results of this study, a total of 45 genes encoding pti pathway receptors were identified in the saffron transcriptome, with 40 sequences belonging to the rlp (receptor-like proteins) family and 5 sequences to the rlk (receptor-like kinases) family. the expression analysis of some main rlp and rlk family members showed that the highest expression was related to the sequences of contig 41583 (rlp) and contig 61879 (rlk) in the saffron stigma and corms, respectively. furthermore, the expression of the selected genes in the infected corms significantly increased compared to the control healthy corm. additionally, the expression levels of the target genes (contig 41583 and contig 61879) assessed using qrt-pcr indicated higher expression in corms 72 hours post-infection compared to 48 hours post-inoculation. these results suggest that rlk proteins play a crucial role in the interaction between saffron and the pathogen, particularly due to the presence of the lysm motif. since lysm motif binds to chitin oligomers of fungal cell walls of certain fungi and oomycetes, it triggers plant immune responses. overall, the findings of this study are significant for understanding the specific nature of the plant-pathogen relationship and can contribute to insights into the pti immune pathway.