بررسی برخی از خصوصیات فیزیولوژیک و آنالیز بیان پروتئین های پاسخگو به تنش شوری در گیاه aeluropus littoralis
چکیده
عوامل نامساعد محیطی تأثیر نامطلوبی بر تولید گیاهان زراعی دارند. شوری خاک یکی از مهمترین عوامل محدود کننده گیاهان زراعی است. شوری با بر هم زدن تعادل یونی باعث ایجاد تنش اسمزی و یونی در سلول های گیاهی می شود. با فعال کردن ژن های پاسخ دهنده به تنش، گیاهان به این تنش غیر زنده پاسخ می دهند. محصول برخی از این ژن ها می تواند میزان مقاومت گیاه را به تنش بالا ببرد. با توجه به این که تحمل گیاهان وحشی نسبت به تنش شوری از گیاهان خویشاوند زراعی بیشتر است، لذا شناسایی انواع متحمل به شوری از اهمیت خاصی برخوردار است. پروتئومیکس ابزار قدرتمندی برای بررسی تغییرات بیان پروتئین ها در هنگام رویارویی گیاه با تنش شوری است. در این تحقیق اثر تنش شوری بر برخی از خصوصیات فیزیولوژی و الگوی پروتئوم برگی گیاه aeluropus littoralis مورد بررسی قرار گرفت. گیاهaeluropus littoralis از منطقه آق قلا گرگان جمع آوری گردید. سپس بوته های جمع آوری شده در داخل گلخانه در خاک کشت گردید. بعد از 2 ماه از رشد فیزیولوژی برای تکثیر گیاه ابتدا گره ها جدا شده و پس از ریشه دار شدن به گلدان منتقل شد. پس از رشد گیاه سطوح مختلف تنش شوری (50، 100، 150، 200، 300 و 400 میلی مولار کلرید سدیم) به صورت پاساژدهی اعمال گردید. آزمایش فوق با سه تکرار و در هر تکرار 5 گلدان مورد بررسی قرار گرفت. 75 روز پس از اعمال تنش شوری، اندام هوایی گلدان کف بر گردید و وزن تر و وزن خشک تک برگ و تک میانگره، محتوای نسبی آب تک برگ، دینامیک رشد برگ، درصد رطوبت نسبی برگ، سطح تک برگ، طول تک میانگره، وزن تر و خشک تک میانگره، میزان دفع نمک از سطح تک برگ، میزان دفع نمک از تک میانگره، محتوای سدیم و پتاسیم تک برگ مورد بررسی قرار گرفت. استخراج پروتئین بر اساس روش دامروال با اندکی تغییرات انجام گرفت. پروتئین های استخراج شده از برگ بوسیله ژل الکتروفورز دو بعدی با استفاده از نوارهای ipg با ph ، 4 تا 7 در بعد اول مورد بررسی قرار گرفتند. در بعد دوم از ژل پلی اکریل آمید با غلظت 5/12 درصد استفاده شد. برای بررسی کمّی و کیفی لکه ها در تیمارهای مختلف از نرم افزار melanie 6.2 استفاده شد. نتایج حاصل از آنالیز ژل ها با نرم افزار نشان داد که بین 550 لکه که به طور تکرار پذیری در شاهد مشاهده شدند تنها تعداد معدودی از لکه ها (170 لکه) به طور افتراقی بیان شان تغییر یافته بود که نمودارهای مربوط به این لکه ها رسم شد و از بین این لکه ها تعداد 95 لکه انتخاب شد، که تعداد 87 لکه تغییر دو برابری در بیان داشتند. همچنین تعداد 62 لکه تغییر سه برابری در بیان و تعداد 53 لکه تغییر چهار برابری در بیان داشتند. نتایج حاصل از آنالیز ژل ها نشان داد که الگوی بیان 37 پروتئین در تیمار 100 میلی مولار تغییر معنی داری در بیان نشان داده است. از بین این 37 پروتئین، 19 پروتئین در پاسخ به تنش شوری افزایش بیان و 18 پروتئین کاهش بیان از خود نشان دادند. در تیمار 200 میلی مولار الگوی بیان 80 پروتئین تغییر معنی داری در بیان نشان داد که از این تعداد 66 پروتئین افزایش بیان و 14 پروتئین کاهش بیان از خود نشان دادند. در تیمار 300 میلی مولار الگوی بیان 44 پروتئین تغییر معنی داری در بیان نشان داد که از این تعداد 19 پروتئین افزایش بیان و 25 پروتئین کاهش بیان از خود نشان دادند. به منظور تعیین رابطه هم بیانی پروتئین های پاسخگو یک مجموعه داده با 95 عضو تعیین شد. مطابق روش eisen با استفاده از نرم افزارcluster version 2.11 با الگوریتم average leankage و ضریب همبستگی پیرسون داده های پروتئینی که تغییرات معنی داری را نشان داده بودند مورد ارزیابی قرار گرفتند. بر اساس اطلاعات به دست آمده از آنالیز شجره ای 3 گروه بزرگ هم بیان شناسایی شد که 2 گروه واجد قرابت بزرگتری بودند. به منظور تعیین صحیح ترین تعداد خوشه، 4 برش که به ترتیب تعداد 24، 16، 10 و 6 گروه هم بیان را شکل داد بر روی الگوی به دست آمده اجرا شد و جهت مقایسه آماری مطابق روش tomida مفهوم انحراف استاندارد میانگین محاسبه شد. به منظور ارزیابی تأثیر آنالیز کلاستر بر سطح انحراف استاندارد میانگین تمام تغییرات با مقدار پایه asd در شرایط بدون گروه بندی مقایسه شد. در نهایت تعداد 10 کلاستر تعیین شد و بر این اساس الگوی بیان هر گروه نیز ترسیم شد. پروتئین های کاندیدی که روی ژل کوماسی مشاهده شدند جداسازی و برای شناسایی با استفاده از طیف سنج جرمی ارسال شدند.