نقش بیوانفورماتیک در به‌نژادی گیاهان برای تنش‌های غیرزیستی

مقدمه: تنش‌های غیرزیستی به‌عنوان عوامل اصلی محدودکننده بهره‌وری در کشاورزی شناخته می‌شوند. در عصر حاضر، با توجه به تغییرات مداوم اقلیمی، درک جنبه‌های مولکولی مرتبط با پاسخ گیاهان به این تنش‌ها از اهمیت بالایی برخوردار است. ظهور فناور های اُمیکس، راهبردهای کلیدی را برای ارتقای تحقیقات موثر در این حوزه ارائه می‌دهد و تحقیقات را از مدل‌های مرجع به سمت گونه‌ها و ژنوتیپ‌های متنوع مقاوم و حساس گسترش می‌دهد. با استفاده از رویکردهای چند سطحی یکپارچه، که شامل بررسی‌های ژنومیکس، ترنسکریپتومیکس، پروتئومیکس و متابولومیکس می‌شوند، می‌توان به درک بهتری از فرآیندهای مولکولی مرتبط با پاسخ به تنش‌های غیرزیستی دست یافت. در این راستا، بیوانفورماتیک به‌عنوان ابزاری اساسی برای تولید، استخراج و یکپارچه‌سازی داده‌ها عمل کرده و برای استخراج اطلاعات ارزشمند و انجام تحلیل‌های مقایسه‌ای ضروری است.مواد و روش‌ها: مقاله حاضر به‌عنوان یک مقاله مروری، با استفاده از روش تحلیل محتوا تهیه شده است. این مطالعه بر اساس جستجوی سیستماتیک در پایگاه‌های داده معتبر علمی شامل pubmed، web of science، google scholar و scopus انجام گرفته است.یافته‌ها: در این مطالعه به بررسی نقش فناوری‌های اُمیکس و بیوانفورماتیک در بهبود تحمل گیاهان نسبت به تنش‌های غیرزیستی پرداخته شد. در ابتدا، فناوری‌های اصلی تولید داده‌های مولکولی عظیم و منابع عمومی بیوانفورماتیک مرور شده است. سپس، پایگاه‌های داده بیوانفورماتیکی مرتبط با تنش‌های غیرزیستی مورد بررسی قرار گرفته اند. همچنین، یافته‌های مطالعات بیوانفورماتیکی که به شناسایی ژن‌های کلیدی و مسیرهای متابولیکی مرتبط با تحمل به تنش‌های غیرزیستی پرداخته‌اند، به دقت تحلیل شده اند.نتیجه‌گیری: منابع بیوانفورماتیکی به محققان این امکان را می‌دهند که به اطلاعات ژنومی، ترنسکریپتومی و پروتئومیکی دسترسی پیدا کنند و یافته‌های بیوانفورماتیکی را با داده‌های تجربی ترکیب نمایند. این فرآیندها زمینه را برای مدل‌سازی دقیق‌تر فرآیندهای دخیل فراهم می‌سازند و نتایج مطالعات بیوانفورماتیکی می‌توانند به شناسایی ژن‌ها و مسیرهای متابولیکی موثر در تحمل به تنش‌های غیرزیستی منجر شوند. در نهایت، این رویکردهای یکپارچه می‌توانند به توسعه استراتژی‌های به‌نژادی هدفمند برای ایجاد گیاهان مقاوم به تنش‌های غیرزیستی کمک کنند و بدین ترتیب بهره‌وری کشاورزی را افزایش دهند.

the role of bioinformatics in plant breeding for abiotic stresses

introduction: abiotic stresses are recognized as the primary limiting factors for productivity in agriculture. in the current era of continuous climate changes, understanding the molecular aspects involved in abiotic stress response in plants is a priority. the emergence of -omics approaches provides key strategies to promote effective research in the field, facilitating investigations from reference models to an increasing number of species, and tolerant and sensitive genotypes. integrated multilevel approaches, based on molecular investigations at genomics, transcriptomics, proteomics, and metabolomics levels, are now feasible, expanding the opportunities to clarify key molecular mechanisms involved in responses to abiotic stresses. to this aim, bioinformatics has become fundamental for data production, mining, and integration and is necessary for extracting valuable information and for comparative efforts.materials and methods: this article is a review that utilizes content analysis methodology. the research systematically searched reputable scientific databases such as pubmed, web of science, google scholar, and scopus.results: the focus on the role of omics technologies and bioinformatics in enhancing plant tolerance to abiotic stresses. initially, it provides an overview of the main technologies for generating large-scale molecular data and public bioinformatics resources. subsequently, bioinformatics databases related to abiotic stresses were explored. additionally, it provides a detailed analysis of findings from bioinformatics studies that have identified key genes and metabolic pathways linked to abiotic stress tolerance.conclusion: bioinformatics tools provide researchers with access to genomic, transcriptomic, and proteomic data, allowing them to combine bioinformatics findings with experimental data. these processes facilitate more accurate modeling of the involved mechanisms, and the results of bioinformatics studies can lead to the identification of genes and metabolic pathways that are effective in conferring tolerance to abiotic stresses. ultimately, these integrated approaches support the development of targeted breeding strategies to produce stress-resistant plants, thereby improving agricultural productivity.