بررسی پروتئوم ریشه و برگ برنج تحت تنش شوری

نوع مقاله: علمی پژوهشی

نویسندگان

استادیار بخش ژنومیکس پژوهشکده بیوتکنولوژی کشاورزی ایران

چکیده

شوری خاک و آب یکی از عوامل محدود‏کننده کشت برنج در سراسر دنیا می‌باشد. این گیاه در مرحله گیاهچه (seedling) حساسیت زیادی نسبت به شوری دارد. پروتئومیکس با توانایی کشف پروتیین‏ها و ژن‌های پاسخ‏دهنده به تنش، در فرایند ‏اصلاح برای تنش‌ها به ویژه تنش شوری نقش کاربردی دارد. جهت بررسی اثر تنش‏شوری بر فرآیند‌های فیزیولوژیکی و الگوی بیان پروتیین‌های گیاه برنج، بذرهای دو رقم متحمل و حساس، به ترتیب (Oryza sativa cv.IR651 and cv.IR29) در محیط کشت یوشیدا، در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار کشت شدند. وزن خشک، تر و نسبت + K+/Naدر برگ سوم و ریشه‏ی گیا‌هان اندازه‌گیری شد. نتایج نشان داد، کاهش وزن کل ماده خشک گیاهچه‌ها در رقم حساس (IR29) نسبت به رقم متحمل (IR651) اثر معنی‌دار داشت. همچنین نسبتK+/Na+ در رقم IR651 بیش از دو برابر این نسبت در رقم IR29 بود. پروتیین‌های برگ سوم و ریشه گیاهچه‌ها به روشTCA/Acetone استخراج و الکتروفورز دو‏بعدی با استفاده از سیستم IPG انجام شد. با استفاده از نرم‌افزار Melanie3 345‏ نقطه پروتیینی تکرار‌پذیر در برگ و 468 نقطه در ریشه شناسایی شد از این تعداد 107 پروتیین در ریشه و 86 پروتیین در برگ هر دو ژنوتیپ پاسخ معنی‏دار به تنش نشان دادند. سپس پروتیین‏ها با استفاده از روشESI-Q-TOF MS/MS توالی‏یابی شدند که مهمترین آن‏ها عبارت‌اند از فریتین، آسکوربات‌پراکسیداز و روبیسکو‌اکتیواز در برگ و پراکسیداز و آسکوربات‏پراکسیداز در ریشه. پروتیین‌های مذکور همگی آنزیم بوده و در سازوکارهای سم‌زدایی و حذف رادیکال‌های آزاد اکسیژن (پراکسیداز، آسکوربات پراکسیداز)، هموستازی آهن (فریتین) و فعال‌سازی دیگر آنزیم‌ها (روبیسکو اکتیواز) نقش دارند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Proteomic Analysis Of Root & Leaf of rice under salt stress

نویسندگان [English]

  • Ghasem Hosseini Salkade
  • Davood Nasr Abadi
چکیده [English]

Rice is an excellent model cereal for molecular biology and genetics research. Salinity is a major factor limiting rice production world wide. The analysis of stress-responsiveness in plants is an important route to the discovery of genes conferring stress tolerance and their use in breeding programs. To further understand the mechanism of plant response to salinity we employed a proteomic approach to profile the protein changes of rice 3th leaf and root under salt stress. Plants were grown in Yoshida nutrient solution and salt‏ stress imposed after 25 days. Plants were treated by 100¬‏mM NaCl for 10. After that 3th leaves and total root were collected from control and salt stressed plants. The Na+ and K+ content of leaves/roots and several yield components changed significantly in response to short-term salt stress and their proteome patterns were analyzed using 2-DE in triplicates. The expression pattern of proteins significantly changed in all leaves/roots in response to stress. More than 488 and 345 protein were detected repeatedly in root and leaf 2D‏gels respectively by software package. 107‏ proteins in root and 86 proteins in leaf of two genotypes showed significant response to stress. 3 protein in leaf gels and 2 protein in root gels were selected and identified by ESI-Q-TOF. The most important were Ferritin, Rubisco activase and ascorbat¬peroxidase in leaf and Peroxidase and Ascorbat¬peroxidase in root. All of them were enzyme and involved in detoxification and removal of reactive oxygen species (peroxidase, ascorbat¬peroxidase) Iron homeostasis (ferritin) or activation of other enzymes (rubisco¬activase).

کلیدواژه‌ها [English]

  • rice
  • Oryza sativa
  • Salinity
  • proteomics
  • 2D
  • oxidative stress