عنوان

تجزیه پروتئوم ریشه گندم رقم باران تحت تنش کمبود آب

پ۲۶۴۹۰

per

تجزیه پروتئوم ریشه گندم رقم باران تحت تنش کمبود آب

ساینا ترابی

کشاورزی

۱۳۹۸

۹۴ص.

سی دی

کارشناسی ارشد

بیوتکنولوژی کشاورزی

۱۳۹۸/۱۱/۱۳

غلات، بخصوص گندم یکی از مهمترین منابع غذایی برای انسان است. تقریبا 55 درصد از پروتئین¬ها، 15درصد از چربی¬ها ، 70درصد گلوسید¬ها و به طور کلی 50- 55 درصد کالری مصرف شده توسط انسان از غلات تامین می¬شود. کمبود آب عامل محدودکننده¬ی مهمی در تولید گندم در زراعت دیم و آبی محسوب می¬شود که می¬تواند صفات مختلف را تحت تاثیر قرار دهد. بنابراین تطبیق گیاهان با تنش خشکی، برای افزایش تولید حیاتی است. بسیاری از عوامل مانند ژنوتیپ، مرحله رشدی، شدت و مدت زمان تنش، مرحله رشد فیزیولوژیکی، الگوهای مختلف بیان ژن¬ها و عوامل محیطی می¬توانند پاسخ گیاهان به تنش خشکی را تحت تأثیر قرار دهند. برای مطالعه بیان ژن¬ها از روش¬های مختلفی استفاده تحت تنش به فاصله 3 روز در میان، بمدت 20 روز اعمال گردید. حدود 20 روز پس از اعمال تنش، صفات طول اندام هوایی و ریشه، وزن تر و خشک ریشه، حجم ریشه و میزان پرولین در هر دو گروه اندازه گیری شد. استخراج پروتئین به روش بافر فسفات صورت گرفته و الکتروفورز دو بعدی در بعد اول به روش IEF و در بعد دوم به روش PAGE SDS- انجام گردید. تجزیه پروتئوم بافت ریشه از طریق الکتروفورز دو بعدی با رنگ آمیزی به روش آبی کوماسی منجر به شناسایی 99 لکه پروتئینی تکرار پذیر در هر ژل شد. از بین لکه¬های پروتئینی شناسایی شده 15 لکه دارای تغییر بیان معنی دار در شرایط تنش کمبود آب نسبت به شاهد بودند در این بین 13 لکه افزایش بیان و 2 لکه کاهش بیان داشتند. لکه¬های پروتئینی معنی¬دار با توجه به نقطه ایزوالکتریک و وزن مولکولی شناسایی شدند و مشخص گردید که این پروتئین ها در گروه¬های عملکردی، سنتز نشاسته، تنفس نوری و متابولیسم، ، پروتئین¬های درگیر در ساختار سلولی، پاسخ و دفاع در برابر تنش و پروتئین متفرقه درگیر می¬باشند. پروتئین¬های آدنوزیل متیونین سنتتاز-3، پروتئین مشابه جرمین تحت تاثیر تنش کمبود آب کاهش بیان داشتند درحالیکه پروتئین¬های پراکسیداز، ،فسفوگلیسرات-موتاز، تریوز فسفات-ایزومراز، آدنوزین دی فسفات گلوکز، گلوتاتیون-ترنسفراز-5، مونومریک-آلفا آمیلاز، فروکتوز- سه¬فسفاوگلیسرات¬کیناز

Cereals, especially wheat, is one of the most important food sources for humans. Approximately 55% of proteins, 15% of fats, 70% of glucosides, and generally 50-55% of calories consumed by human come from cereals. Water scarcity is an important limiting factor in wheat production in rainfed and irrigated farming can affect different traits. Therefore, adaptation of plants to drought stress is critical to increase production. Many factors such as genotype, growth stage, intensity and duration of stress, physiological growth stage, different patterns of gene expression and environmental factors can influence the response of plants to drought stress. Different methods have been used to study the expression of genes, and proteomic analysis has priority for the study of the final gene product. In this regard, the seeds of wheat cultivars were gown in plastic pots in a greenhouse and divided into two and root random groups one month after growing in which water deficit stress was imposed to half of the pot, randomly, by increment of irrigation internal. Twenty days after imposing stress, shoot and root length, shoot dry and wet weight, root volume and proline content were measured in both groups. Protein extraction was performed by phosphate buffer method and two-dimensional electrophoresis was performed by IEF in 1st dimension and SDS-PAGE in 2 nd dimension. Proteomic analysis of root tissue by two-dimensional electrophoresis with Coomassie brilliant blue staining revealed 99 repeatable protein spots each gel. Among the identified protein spots, 15 spots were shown a significant change in expression under water deficit stress condition compared with the control, in such a way 13 spots increased expression and 2 spots with reduced expression. These spots were identified according to the isoelectric point and the molecular weight. These proteins based on functional groups were classified in starch synthesis, light respiration and metabolism, proteins involved in cell structure, stress response and defense, and various proteins. Proteins Peroxidase, Phosphoglycerate mutase, Triose phosphate-isomerase, Adenosindiphospha glucose, Glutathione S-transferase 5, Monomeric alpha-amylase inhibitor, Cytosolic-3-phosphoglycerate kinase, Probable voltage-gated potassium channel subunit beta, Serine hydroxy methyltransferase 4, abundant protein D-29, β-hydroxy iso butyryl-CoA hydrolase1, 2-cys Peroxiredoxin BASI and Late embryogenesis were identified with increased changed expression under water deficit stress conditions indicating the importance of these proteins in reducing the effects of water deficit stress. The proteins S-adenosylmethionine synthase 3and Germin-Like protein were shown reduced changed expression.

Proteome analysis of root in wheat (Triticum aestivum cv. Baran) under water deficit stress

ترابی،

‏ساینا

تهيه کننده

تورچی،

روستایی،

محمود

‏مظفر

استاد راهنما

استاد مشاور

تبریز