عنوان

بررسی عارضه اختلال در نیام‌بندی سویا با رویکرد پروتئومیک و بیوانفورماتیک

شماره

‭۱۷۰۰۶پ‬

زبان متن نوشتاري يا گفتاري و مانند آن

per

عنوان اصلي

بررسی عارضه اختلال در نیام‌بندی سویا با رویکرد پروتئومیک و بیوانفورماتیک

نام نخستين پديدآور

/کمال پیغام زاده

نام ناشر، پخش کننده و غيره

: کشاورزی

تاریخ نشرو بخش و غیره

، ‮‭۱۳۹۵‬

نام توليد کننده

، راشدی

متن يادداشت

چاپی

جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن

دکتری

نظم درجات

بیوتکنولوژی کشاورزی

زمان اعطا مدرک

‮‭۱۳۹۵/۱۱/۱۹‬

کسي که مدرک را اعطا کرده

تبریز

متن يادداشت

عارضه اختلال در نیام‌صبندی سویا نوع ویژه‌صای از رشد است که گیاهان سویا مدت‌صها پس از رسیدگی غلاف‌صها، سبز باقی می‌صمانند .ساقه‌صهای سبز و حتی برخی اوقات برگ‌صها و دمبرگ‌صهای سبز مشکلات متعددی در زمان برداشت ایجاد می‌کند و منجر به کاهش عملکرد می‌شوند .به منظور بررسی علل تظاهر عارضه اختلال در نیام‌صبندی سویا در دو رقم کتول و گرگان ‮‭۳‬ آزمایشی بصورت بخش مزرعه‌صای، آزمایشگاهی و تجزیه و تحلیل‌صهای بیوانفورماتیکی انجام شد .در بخش مزرعه‌صای به ترتیب ‮‭۲۰‬ و ‮‭۱۸‬ مزرعه از ارقام کتول و گرگان ‮‭۳‬ به طور تصادفی انتخاب شدند و کلیه صفات فنولوژیک، فیزیولوژیک، عملکرد و اجزای عملکرد، عوامل مدیریتی و اقلیمی یادداشت‌صبرداری شد .در بررسی آزمایشگاهی، به منظور شناسایی پروتئین‌صهای دخیل در تظاهر عارضه اختلال در نیام‌صبندی سویا پروفایل بیان پروتئین‌صهای گیاهان سالم و مبتلا به عارضه اختلال در نیام‌صبندی سویا مورد مقایسه قرار گرفت .برای این منظور نمونه‌صهای برگی دو رقم در مرحله رویشی ‮‭R۱‬ به روش پیمایشی انتخاب شدند و پروتئین‌ص‍ آنها به روش ‮‭TCA/Acetone‬ استخراج شد .سپس پروتئین‌صها به وسیله ژل الکتروفورز دو بعدی تفکیک شدند و تجزیه افتراقی با استفاده‮‭MS/MS -LC- nESI‬انجام شد .بعلاوه، برای تعیین خصوصیات فیزیکی و شیمیایی) نرم افزار‮‭ProtParam)‬ ، تغییرات پس ترجمه‌ای و شناسایی الگوها از) نرم افزار‮‭ScanProSite)‬ ، شناسایی دومین‌ها) نرم افزار‮‭InterProScan)‬ ، بررسی تشابه) نرم افزار ‮‭Blast)‬ و همردیفی) نرم افزار ‮‭Clustal W)‬ پروتئین‌های شناسایی شده از رهیافت بیوانفورماتیک استفاده شد .بررسی فاکتورهای هواشناسی نشان داد که در مدت آزمایش بیشترین مقدار دما، تبخیر پتانسیل، ساعات آفتابی و نیز کمترین مقدار بارندگی در طول مرحله نمو زایشی سویا رخ داده است .به طوری که این عوامل ممکن است به اندام‌صهای زایشی سویا آسیب وارد کنند .از لحاظ خصوصیات خاک-شناسی، به غیر از اسیدیته خاک، بقیه فاکتورهای خاک‌صشناسی تاثیری بر عارضه اختلال در نیام‌صبندی سویا نداشتد به طوری که با افزایش ‮‭pH‬ خاک تظاهر این عارضه نیز افزایش یافت .از طرفی، از نظر مدیریتی به غیر از تعداد آبیاری رابطه معنی‌صداری بین این عارضه با سایر عوامل مدیریتی مشاهده نشد به گونه‌صای که با کاهش تعداد آبیاری تظاهر این عارضه نیز به طور معنی‌صداری افزایش یافت .بعلاوه، در گیاهان مبتلا به عارضه اختلال در نیام‌صبندی سویا طول دوره زایشی) مراحل‮‭R۳‬ ، ‮‭R۵‬ و ‮‭R۷)‬ به طور معنی‌صداری افزایش یافت و در نتیجه برداشت محصول به تاخیر افتاد .همچنین، با تظاهر این عارضه در گیاهان، درصد ریزش گل و غلاف و نیز وزن خشک اندام هوایی به طور قابل توجه‌صای افزایش یافت در حالی که تعداد غلاف در بوته، تعداد دانه در غلاف، تعداد دانه در بوته، وزن هزار دانه، شاخص برداشت، عملکرد بیولوژیک و عملکرد دانه به طور معنی‌صداری کاهش یافت .در این مطالعه رابطه معنی‌صداری بین محتوی پرولین و گلایسین بتائین گیاهان سالم و مبتلا به عارضه اختلال در نیام‌صبندی سویا مشاهده نشد .تجزیه و تحلیل ژل الکتروفورز دو بعدی نشان داد که سطح بیان ‮‭۵‬ تا از ‮‭۱۵۵‬ لکه پروتئینی در رقم کتول و ‮‭۱۱‬ تا از ‮‭۱۴۳‬ پروتئین در رقم گرگان ‮‭۳‬ در گیاهان سالم و مبتلا به طور معنی‌صداری تغییر یافت .آنالیز افتراقی پروتئین‌صها با تغییر بیان معنی‌صدار با‮‭MS/MS -LC-nESI‬نشان داد که بیشتر این پروتئین‌صها در فعالیت‌صهای تنظیم سلولی، تولید انرژی، متابولیسم، انتقال سیگنال، نسخه‌صبرداری و ترجمه ژن و نیز تقسیط و ذخیره‌صسازی پروتئین‌صها شرکت دارند .در پاسخ به این عارضه، پروتئین زیر واحد بزرگ ریبولوز‮‭۱‬ ، ‮‭۵‬ بیس فسفات کربوکسیلاز در هر دو رقم افزایش بیان داشت در حالی که، زیر واحد آلفا پروتئین اتصال به زیر واحد بزرگ روبیسکو، ربیسکو اکتیواز، گلوتامات دهیدروژناز، مالات دهیدروژناز، گلیکوپروتئین ساقه‌صای ‮‭۳۲‬ کیلو دالتونی، کربونیک آنهیدراز) در رقم گرگان‮‭۳)‬ ،‮‭like protein-۳- ۱۴‬ ‮‭۳‬،) ‮‭Oxygen evolving enhancer protein ۲‬ در هر دو رقم (و ‮‭۴‬ پروتئین ناشناخته) دو پروتئین در هر رقم (کاهش بیان داشت .همچنین، نقش مولکولی و بیولوژیکی الگوها و دومین-های پروتئین‌صصهایی با بیان معنی‌صدار با استفاده از رهیافت بیوانفورماتیک تعیین شد .بر این اساس آشکار شد که پروتئین‌صهای ناشناخته در پروتئولیز سلولی، سنتز پروتئین‌صها و فرآیندهای اکسیداسیون و احیا شرکت می‌صکنند .به طور کلی، این نتایج نشان می‌صدهد که احتمالا تنش‌صهای غیر زیستی از جمله تنش‌صهای حرارتی و رطوبتی و نیز سوء مدیریت مزرعه منجر به تغییر بیان برخی پروتئین‌صهای اختصاصی در برگ‌ص‍ گیاهان سویا صگردد که ممکن است به نوبه خود نقش مهمی در تظاهر عارضه اختلال در نیام‌صبندی سویا داشته باشد

متن يادداشت

Pod distortion syndrome (PDS) is a particular type of growth in which soybean plants remain green long after pod maturation. Green stems and sometimes even green leaves and petioles can cause several problems during harvest and reduce yield. In order to investigate the reasons of PDS incidence of two soybean cultivars namely Katul and Gorgan3, a field, laboratory and bioinformatics analysis experiment was performed. In the field experiment 20 and 18 fields of Katul and Gorgan 3 were selected respectively via roving methods and traits including phenological, physiological, yeild and yield component as well as managemental and climatic parameters were recorded. In laboratory, protein expression profiles of PDS and non-PDS soybean plants were compared to discover what proteins are involved in this state of growth. Therefore, leaf samples of two cultivars were gathered at R1 growth stage via roving method and subjected to protein extraction using TCA/acetone extraction method. Protein separation and comparative analysis was performed using two-dimensional gel electrophoresis (2-DE) and nESI-LC-MS/MS, respectively. Besides, for identification of physical and chemicall property (ProtParam saftware), post translational modification and pattern identification (ScanProSite saftware), domain identification (InterProScan saftware), simllarity (Blast saftware) and allignment (Clustal W saftware) of identified proteins the bioinformatics approaches were applied. However, the analysis of climatic factors revealed that during experiment the highest tempreture, potential evaporation and shiny hours as well as the lowest rainfall had occurred in reproductive growth stages of soybean which can damaged soybean reproductive parts. On the one hand, soil factors were not influenced on PDS, except soil acidity which with increasing of soil pH the incidence of PDS was increased. On the other hand, all field management factors not effected on PDS except irrigation time which with decreasing of watering time the incidence of PDS decreased significantly. Moerover, in PDS plants the reproductive growth stages (R3, R5 and R7) prolonged significantly; therefore, crop harvest time was delayed dramatically. Furthermore, percent of flower and pod abscision as well as shoot dry weight were increased; meanwhile, number of pod per plant, number of grain per pod, number of grain per plant, 1000 grain weight, harvest index, biological yield and grain yield dwindled extraordinary in PDS plants. Besides, there were no significant differences between PDS and non-PDS plants from proline and glycine betaein contents. The 2-DE analysis revealed that 5 out of 155 protein spots in Katul and 11 out of 143 protein spots in Gorgan 3 had significantly different expression levels in PDS and non-PDS plants. The differential analysis of significantly expressed spots by nESI-LC-MS/MS showed that most of these protein had already been discovered to regulate cellular activities as diverse as energy production, metabolism, signal transduction, gene transcription and translation as well as protein destination and storage. In response to this syndrome, the expression level of ribulose 1, 5 bisphosphate carboxylase/oxygenase large subunite was increased in both cultivars; while, the expression level of rubisco large subunite binding protein subunit alpha, rubisco activase, glutamate dehydrogenase, malate dehydrogenase, stem 31 kDa glycoprotein, carbonic anhydrase (in Gorgan 3), 14-3-3 like protein, oxygen evolving enhancer protein 2 (in both cultivars) and uncharacterized (two in each cultivars) were decreased, significantly. Also, the molecular and biological roles of differentially expressed proteins were identified by bioinformatics approaches. Accordingly, it is revealed that uncharacterized proteins involved in proteolysis, protein synthesis and oxidoreduction process. Taken together, this results indicateed that abiotic stresses such as heat and drought as well as undesirable field irrigation may changes the expression level of some special proteins in leaves of soybean that maybe in turn play an important role in pod distortion syndrome incidence

مستند نام اشخاص تاييد نشده

پیغام زاده، کمال

مستند نام اشخاص تاييد نشده

تورچی، محمود، استاد راهنما

مستند نام اشخاص تاييد نشده

سادات شبر، زهرا، استاد مشاور

يادداشت عمومي

سیاه و سفید

وضعیت فهرست نویسی

نمایه‌سازی قبلی