شناسایی و بررسی بیان یک پروتئین فسفاتاز 2C القا شونده توسط تنش خشکی و آبسیزیک اسید در برنج

نوع مقاله: علمی پژوهشی

نویسندگان

1 عضو هیات علمی بخش فیزیولوژی مولکولی و سرپرست بخش بیوانفورماتیک

2 عضو هیات علمی

چکیده

پروتئین فسفاتاز‌هایC2 گروهی از سرین/ترئونین فسفاتاز‌های حفظ شده در طی تکامل هستند که در ترارسانی پیام تنش نقش دارند. زیرخانواده‌ای از این پروتئین فسفاتاز‌ها در آرابیداپسیس، شامل ABI1 و ABI2، به عنوان جزئی از مسیر ترارسانی پیام ABA شناخته شده‌اند که جهش‌یافته‌های آنها حساسیت بیشتری به ABA نشان داده، خواب بذر و پاسخ‌های تطابقی به خشکی در آنها بیشتر است. از آنجا که برنج نسبت به تنش‌های غیر زیستی به ویژه خشکی بسیار حساس است، شناسایی این زیرخانواده ژنی در برنج و مطالعه نقش آنها در پاسخ به این تنش‌ها ارزشمند خواهد بود. طی بررسی‌های بیوانفورماتیکی تعداد 9 پروتئین در برنج شناسایی شدند که دارای تمامی نواحی حفظ شده و حائز اهمیت زیرخانواده مذکور بودند. از میان آنها، تنها میزان رونوشت‌های OsPP2C5 تحت تأثیر تنش خشکی و هورمون آبسیزیک اسید به شدت افزایش و با آبیاری مجدد یا حذف ABA کاهش یافت. تنش خشکی در تمامی بافتهای مورد مطالعه موجب القای ژن ‌ OsPP2C5شد و بر اساس نتایج دورگه سازی در محل، رونوشت‌های این ژن، در تمامی سلول‌ها به ویژه در دسته‌های آوندی اولیه و ثانویه، سلول‌های همراه آوند آبکشی و پارانشیم آوند چوبی، سلول‌های اپیدرمی و سلول‌های پیش ساز اسکلرانشیم و کلرانشیم ناحیه تقسیم سلولی دمگل‌های در معرض تنش مشاهده گردید و در بیشتر سلول‌ها رونوشت‌های زیادی در هسته تمرکز یافته‌بودند. بر اساس نتایج به دست آمده به نظر می‌رسد که ژن OsPP2C5 در مسیر ترارسانی پیام ABA /تنش خشکی در برنج نقش دارد. امید است اصلاحات ژنتیکی مناسب در این ارتباط، تحمل به تنش‌ خشکی را افزایش دهد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Identification and functional analysis of an ABA and drought stress inducible protein phosphatase 2C in rice

نویسندگان [English]

  • Zahra Sadat Shobbar 1
  • John Bennett 2
چکیده [English]

Protein phosphatase 2C family consists of a group of evolutionary conserved serine/threonine phosphatases which play a role in stress signal transduction. A subfamily of this Protein phosphatases in Arabidopsis, including ABI1 and ABI2, are known as components of ABA signal transduction pathway. Their mutants are hypersensitive to ABA showing increased expression during seed dormancy and adaptive responses to drought. Considering sensitivity of rice to abiotic stresses, particularly drought, identification of this gene family in rice and studying their role in response to stress would be beneficial. In this research, nine OsPP2C proteins were found in rice (OsPP2C1 to OsPP2C9), carrying all the conserved motifs of this subfamily. Among them, only OsPP2C5 transcript levels were significantly up-regulated by drought and abscisic acid which is down-regulated by re-watering or ABA removal. Drought stress induced OsPP2C5 gene expression in all the studied tissues. Based on RNA in situ hybridization experiments, OsPP2C5 transcripts were observed in almost all cells and accumulated more in the nuclei in divisional zone of the drought stressed peduncles. However, the transcripts of this gene were accumulated at higher level in the primary and secondary vascular bundles, phloem and xylem parenchyma, epidermal cells and sclerenchyma / chlorenchyma precursors. Based on the achieved results, it seems that OsPP2C5 gene is playing a role in ABA/ drought stress signal transduction. It is expected that appropriate genetic manipulations to this gene family would increase the tolerance to the abiotic stresses.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Drought stress
  • Rice (Oryza sativa)
  • Abscisic acid (ABA)
  • Protein phosphatase 2C (PP2C)
  • Gene expression