دانشکده علوم زراعی
پایان نامه دوره دکتری در رشته اصلاح نباتات
موضوع:
بررسی تنوع آللی ژن های کاندیدای تحمل به تنش شوری در ارقام جو
اساتید راهنما:
دکتر نادعلی بابائیان جلودار
دکتر سید مجتبی خیام نکوئی
اساتید مشاور:
دکتر محسن مردی
دکتر بابک ناخدا
شهریور ماه 1391
(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)
تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :
(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)
فهرست مطالب | |
عنوان | صفحه |
مقدمه | 1 |
فصل اول- بررسی منابع علمی | |
فصل دوم- مواد و روشها | |
2-1- فرضیات تحقیق | |
2-2 – مواد گیاهی | |
2-3 – طراحی پرایمر | |
2-4- مدل ژنی ژنهای استفاده شده برای طراحی پرایمرها | |
2-5 – مشخصات پرایمرهای طراحی شده | |
2-6- تهیه نمونه DNAی ژنومی | |
2-7 – تعیین کیفیت و کمَیَت نمونه های DNA | |
2-8- واکنش زنجیرهای پلیمراز برای تست پرایمرها | |
2-9 – آزمون کارآیی پرایمرهای طراحی شده …. | |
2-10 – واکنش توالییابی | |
2-11 – آنالیز ژنتیکی داده های توالییابی | |
فصل سوم- نتایج و بحث | |
3-1- آنالیزقطعه کامل ژن HKT1 | |
3-2 – آنالیزقطعه کامل ژن CBL4 | |
3-3 – تخمین فراوانی نسبی SNP | |
3-4 – موتاسیونهای هموزیگوت در قطعات کامل توالی … | |
3-5- درخت فیلوژنی ژن HKT1 | |
3-6- درخت فیلوژنی ژن CBL4 | |
3-7- نقشه هضم آنزیمی قطعه تکثیری ژن HKT1 | |
3-8- نقشه هضم آنزیمی قطعه تکثیری ژن CBL4 | |
3-9- آنالیز ژن HKT1 براساس قطعات تکثیری پرایمرها | |
3-9-1- آنالیز قطعه تکثیری پرایمر HKT1-1 | |
3-9-1-1 موتاسیونهای حذف و اضافه نوکلئوتیدی در قطعه تکثیری پرایمر HKT1-1 | |
3-9-1-2- نقشه هضم آنزیمی قطعه تکثیری پرایمر HKT1-1 | |
3-9-2- آنالیز قطعه تکثیری پرایمر HKT1-2 | |
3-9-2-1- موتاسیونهای حذف و اضافه نوکئوتیدی در قطعه تکثیری پرایمر HKT1-2 | |
3-9-2-2- نقشه هضم آنزیمی قطعه تکثیری پرایمر HKT1-2 |
ح
فهرست مطالب | |
عنوان | صفحه |
3-9-3- آنالیز قطعه تکثیری پرایمر HKT1-3 | |
3-9-3-1- موتاسیونهای حذف و اضافه نوکئوتیدی در قطعه تکثیری پرایمر HKT1-3 | |
3-9-3-2- نقشه هضم آنزیمی قطعه تکثیری پرایمر HKT1-3 | |
3-9-4- آنالیز قطعه تکثیری پرایمر HKT1-4 | |
3-9-4-1- موتاسیونهای حذف و اضافه نوکئوتیدی در قطعه تکثیری پرایمر HKT1-4 | |
3-9-4-2- نقشه هضم آنزیمی قطعه تکثیری پرایمر HKT1-4 | |
3-10- آنالیز ژن CBL4 بر اساس قطعات تکثیری پرایمرهای این ژن | |
3-10-1- آنالیز قطعه تکثیری پرایمر CBL4-1 | |
3-10-1-1- موتاسیونهای حذف و اضافه نوکئوتیدی در قطعه تکثیری پرایمر CBL4-1 | |
3-10-1-2- – نقشه هضم آنزیمی قطعه تکثیری پرایمر CBL4-1 | |
3- 10-2- آنالیز قطعه تکثیری پرایمر CBL4-2 | |
3-10-2-1 موتاسیونهای حذف و اضافه نوکئوتیدی در قطعه تکثیری پرایمر CBL4-2 | |
3-10-2-2- نقشه هضم آنزیمی قطعه تکثیری پرایمر CBL4-2 | |
3-10-3- آنالیز قطعه تکثیری پرایمر CBL4-3 | |
3-10-3-1- موتاسیونهای حذف و اضافه نوکئوتیدی در قطعه تکثیری پرایمر CBL4-3 | |
3-10-3-2- نقشه هضم آنزیمی قطعه تکثیری پرایمر CBL4-3 | |
3-10-4- آنالیز قطعه تکثیری پرایمر CBL4-4 | |
3-10-4-1- موتاسیونهای حذف و اضافه نوکئوتیدی در قطعه تکثیری پرایمر CBL4-4 | |
3-10-4-2- نقشه هضم آنزیمی قطعه تکثیری پرایمر CBL4-4 | |
3-11- نقشه هضم آنزیمی قطعه تکثیری پرایمر CBL4-3 | |
3-12- نقشههای هضم آنزیمی | |
3-13- حذف و اضافههای (Indels) نوکلئوتیدی | |
3-14- آنالیز هاپلوتیپی | |
3-15- آنالیز هاپلوتیپی | |
3-16- مشخصات مورفولوژیکی هاپلوتیپها | |
3-17- بررسی مورفولوژیکی هاپلوتیپها | |
3-18- نتیجه گیری کلی | |
3-19- پیشنهادات | |
پیوستها: | |
منابع |
خ
فهرست شکلها | |
عنوان | صفحه |
شکل 1- شبکه سیگنالدهی CBL-CIPK در پاسخ به تنشهای غیر زنده | |
شکل2- مسیر اختصاصی سیگنال دهی گیاه در پاسخ به تنش شوری | |
شکل 2-1- منطقه کد کننده پروتئین ژن calcineurin B-like protein 4 (CBL4) در رقم Clipper جو | |
شکل2- 2- توالی کامل ژن CBL4 و مشخصات منطقه کد کننده و توالی آمینو اسیدی در این ژن | |
شکل 2-3- مدل ژنی ژن HvHKT1 | |
شکل 2- 4 – توالی کامل ژن HvHKT1 و مشخصات منطقه کد کننده و توالی آمینو اسیدی در این ژن | |
شکل 2-5- گیاهچههای 14 روزه که برای تهیه نمونه برگی استفاده شدند | |
شکل 2-6- دستگاه Freezdryer برای خشک کردن نمونه های برگی | |
شکل 2-7- دستگاه گریندر برای پودر کردن نمونه های برگی | |
شکل 2-8- تصویرژل نمونه های DNA | |
شکل 2-9- دستگاه ترموسایکلر مدل ABI Vertri 96 | |
شکل 2-10- محصول PCR پنج پرایمر … | |
شکل 2-11- دستگاه ABI3100 برای توالی یابی محصولات PCR و آنالیز ژنتیکی | |
شکل 2-12- نمونه ای از کروماتوگرام نمونه های توالییابی شده | |
شکل 3- 1- توالی نوکلئوتیدی قطعه کامل ژن HKT1 | |
شکل 3- 2 – توالی نوکلئوتیدی قطعه ژنی ژن CBL4 | |
شکل 3- 3- درخت فیلوژنی ژن HKT1 | |
شکل 3-4- درخت فیلوژنی ژن CBL4 در کانتیگ اول | |
شکل 3- 5 – درخت فیلوژنی ژن CBL4 در کانتیگ دوم | |
شکل 3-6– درخت فیلوژنی ژن CBL4 در کانتیگ سوم | |
شکل 3-7– درخت فیلوژنی ژن CBL4 در کانتیگچهارم | |
شکل 3-8– درخت فیلوژنی ژن CBL4 در کانتیگ پنجم | |
شکل 3-9– درخت فیلوژنی ژن CBL4 در کانتیگ ششم | |
شکل 3- 10- نقشه هضم آنزیمی ژن HKT1 | |
شکل 3- 11- نقشه هضم آنزیمی قطعه تکثیری ژن CBL4 در کانتیگ اول | |
شکل 3- 12 نقشه هضم آنزیمی قطعه تکثیری ژن CBL4 در کانتیگ دوم | |
شکل 3- 13- نقشه هضم آنزیمی قطعه تکثیری ژن CBL4 در کانتیگ سوم | |
شکل 3- 14- نقشه هضم آنزیمی قطعه تکثیری ژن CBL4 در کانتیگ چهارم | |
شکل 3- 15- نقشه هضم آنزیمی قطعه تکثیری ژن CBL4 در کانتیگ پنجم | |
د فهرست شکلها |
|
عنوان | صفحه |
شکل 3- 16- نقشه هضم آنزیمی قطعه تکثیری ژن CBL4 در کانتیگ ششم | |
شکل 3- 17- نقشه هضم آنزیمی قطعه تکثیری ژن CBL4 در کانتیگ هفتم | |
شکل 3- 18- توالی نوکلئوتیدی قطعه تکثیری پرایمر HKT1 | |
شکل 3- 19- محل وقوع یک موتاسیون حذف نوکلئوتیدی … | |
شکل 3- 20 – نقشه هضم آنزیمی قطعه تکثیری پرایمر HKT1- 1 | |
شکل 3- 21 – توالی نوکلئوتیدی قطعه تکثیری پرایمر HKT1-2 | |
شکل 3- 22 – بخشی از کروماتوگرام ژنوتیپ شماره 9 … | |
شکل 3- 23- نقشه هضم آنزیمی قطعه تکثیری پرایمر HKT1- 2 | |
شکل 3- 24 – توالی نوکلئوتیدی قطعه تکثیری پرایمر HKT1-3 | |
شکل 3- 25- نقشه هضم آنزیمی قطعه تکثیری پرایمر HKT1-3 | |
شکل 3- 26 – توالی نوکلئوتیدی قطعه تکثیری پرایمر HKT1-4 | |
شکل 3- 27 – کروماتوگرام ژنوتیپهای شماره 81 (شکل بالا) و 91 (شکل پائین) | |
شکل 3- 28 – نقشه هضم آنزیمی قطعه تکثیری پرایمر HKT1- 4 | |
شکل 3- 29- توالی نوکلئوتیدی قطعه تکثیری پرایمر CBL4- 1 | |
شکل 3- 30- نقشه هضم آنزیمی قطعه تکثیری پرایمر CBL4-1 در کانتیگ اول | |
شکل 3- 31 – نقشه هضم آنزیمی قطعه تکثیری پرایمر CBL4-1 در کانتیگ دوم | |
شکل 3- 32 – نقشه هضم آنزیمی قطعه تکثیری پرایمر CBL4-1 در کانتیگ سوم | |
شکل 3- 33 – توالی نوکلئوتیدی قطعه تکثیری پرایمر CBL4-2 | |
شکل 3- 34 – کروماتوگرام ژنوتیپ شماره 12 که محل وقوع 3 موتاسیون حذفی را نشان میدهد | |
شکل 3- 35- نقشه هضم آنزیمی قطعه تکثیری پرایمر CBL4-2 | |
3- 36 – توالی نوکلئوتیدی قطعه تکثیری پرایمر CBL4-2 | |
شکل 3- 37- نقشه هضم آنزیمی قطعه تکثیری پرایمر CBL4-3 | |
شکل 3- 38 – توالی نوکلئوتیدی قطعه تکثیری پرایمر CBL4-4 | |
شکل 3- 39 – نقشه هضم آنزیمی قطعه تکثیری پرایمر CBL4- 4 | |
شکل 3- 40- توالی نوکلئوتیدی هاپلوتیپهای ژن CBL4 در مناطق دارای SNP |
فهرست جدولها | |
عنوان | صفحه |
جدول 2-1- نام و توالی پرایمرهای طراحی شده برای ژنهای HvHKT1 و CBL4 | |
جدول 2-2 – مواد مورد نیاز برای واکنش PCR | |
جدول 2-3- مواد مورد نیاز برای انجام دومین واکنش PCR در توالییابی | |
جدول 3-1 – مشخصات انواع موتاسیونهای نوکلئوتیدی در قطعه تکثیری ژن HKT1 | |
جدول 3-2- مشخصات انواع موتاسیونهای نوکلئوتیدی در قطعه تکثیری ژن CBL4 | |
جدول 3-3- مشخصات ژنوتیپهای شاخه اصلی اول در درخت فیلوژنی ژن HKT1 | |
جدول 3-4- مشخصات ژنوتیپهای شاخه اصلی دوم در درخت فیلوژنی ژن HKT1 | |
جدول 3-5- مشخصات ژنوتیپهای شاخه های اصلی سوم، چهارم، پنجم وششم در درخت فیلوژنی ژن HKT1 | |
جدول 3-6 – مشخصات ژنوتیپهای شاخه های اصلی هفتم در درخت فیلوژنی ژن HKT1 | |
جدول 3-7- مشخصات ژنوتیپهای شاخه های اصلی هشتم، نهم، دهم، یازدهم و دوازدهم در درخت فیلوژنی ژن HKT1 | |
جدول 3-8- مشخصات ژنوتیپهای درخت فیلوژنی ژن CBL4 در کانتیگ اول | |
جدول 3-9- مشخصات ژنوتیپهای درخت فیلوژنی ژن CBL4 در کانتیگ دوم | |
جدول 3-10– مشخصات ژنوتیپهای درخت فیلوژنی ژن CBL4 در کانتیگ سوم | |
جدول 3- 11- مشخصات ژنوتیپهای درخت فیلوژنی ژن CBL4 در کانتیگ چهارم | |
جدول 3-12- مشخصات ژنوتیپهای درخت فیلوژنی ژن CBL4 در کانتیگ پنجم | |
جدول 3-13- مشخصات ژنوتیپهای درخت فیلوژنی ژن CBL4 در کانتیگ ششم | |
جدول 3-14- مشخصات موتاسیونهای نوکلئوتیدی در محل هضم آنزیم های برشی در قطعه تکثیری ژن HKT1 | |
جدول 3-15- مشخصات موتاسیونهای نوکلئوتیدی در محل هضم آنزیم های برشی در قطعه تکثیری ژن CBL4 در کانتیگ اول | |
جدول 3-16- مشخصات موتاسیونهای نوکلئوتیدی در محل هضم آنزیم های برشی در قطعه تکثیری ژن CBL4 در کانتیگ دوم | |
جدول 3-17- مشخصات موتاسیونهای نوکلئوتیدی در محل هضم آنزیم های برشی در قطعه تکثیری ژن CBL4 در کانتیگ سوم | |
جدول 3-18- مشخصات موتاسیونهای نوکلئوتیدی در محل هضم آنزیم های برشی در قطعه تکثیری ژن CBL4 در کانتیگ چهارم | |
جدول 3-19- مشخصات موتاسیونهای نوکلئوتیدی در محل هضم آنزیم های برشی در قطعه تکثیری ژن CBL4 در کانتیگ پنجم | |
جدول 3-20- مشخصات موتاسیونهای نوکلئوتیدی در محل هضم آنزیم های برشی در قطعه …
ر |
|
فهرست جدولها |
|
عنوان | صفحه |
3-21- تعداد موتاسیونهای نوکلئوتیدی در قطعات تکثیری پرایمر HKT1-1 | |
3-22- مشخصات موتاسیونهای نوکلئوتیدی در محل هضم آنزیم های برشی … | |
3-23- تعداد و انواع موتاسیونهای حذف و اضافه در قطعات تکثیری پرایمر HKT1-2 | |
3- 24- تعداد انواع موتاسیونهای نوکلئوتیدی در قطعات تکثیری پرایمر HKT1-2 | |
3-25- تعداد انواع موتاسیونهای نوکلئوتیدی در قطعات تکثیری پرایمر HKT1-3 | |
3-26- تعداد انواع موتاسیونهای نوکلئوتیدی در قطعات تکثیری پرایمر HKT1-4 | |
3-27- تعداد و انواع موتاسیونهای حذف و اضافه نوکلئوتیدی در کانتیگ های قطعه تکثیری … | |
3-28- تعداد و انواع موتاسیونهای نوکلئوتیدی در قطعه تکثیری پرایمر CBL4-1 | |
3-29- مشخصات موتاسیونهای نوکلئوتیدی در محل هضم آنزیم های برشی در قطعه تکثیری … | |
3-30- تعداد و انواع موتاسیونهای نوکلئوتیدی در قطعه تکثیری پرایمر CBL4-2 | |
3-31- تعداد و انواع موتاسیونهای نوکلئوتیدی در قطعه تکثیری پرایمر CBL4-3 | |
3- 32- مشخصات موتاسیونهای نوکلئوتیدی در محل هضم آنزیم های برشی در قطعه تکثیری …. | |
3-33- تعداد و انواع موتاسیونهای حذف و اضافه نوکلئوتیدی در قطعه تکثیری پرایمر CBL4-4 | |
3-34- تعداد و انواع موتاسیونهای نوکلئوتیدی در قطعه تکثیری پرایمر CBL4-4 | |
3-35- مشخصات موتاسیونهای نوکلئوتیدی در محل هضم آنزیم های برشی در قطعه تکثیری … | |
3-36- دسته بندی ژنوتیپها | |
3-37- مشخصات گروه هاپلوتیپی | |
3-38- مشخصات آماری SNPهای بالقوه و واقعی در دسته سوم | |
3-39- مشخصات آماری SNPهای واقعی و هاپلوتیپها در دسته سوم | |
3-40- مشخصات کامل SNPهای بالقوه در دسته سوم | |
3-41- مشخصات مورفولوژیکی سه هاپلوتیپ شناخته شده در آزمایش |
مقدمه:
افزون بر 20% از اراضی کشاورزی و نزدیک به نیمی از زمین های آبی در دنیا متأثر از مشکل شوری هستند که این، عامل محدود کننده رشد و نمو گیاهان در سراسر جهان و مشکلی جدی برای تولید محصول کشاورزی میباشد (28). شوری خاک یکی از مهمترین مشکلات محیطی است که تولید محصول زراعی را تحت تاثیر قرار میدهد (51). لذا، فهم مکانیسم های تحمل به شوری بسیار با اهمیت است (15). عملکرد گیاهان زراعی تحت تأثیر تنشهای زنده و غیر زنده بیش از 50% کاهش مییابد (146). افزایش شوری خاک یا آب موجب ایجاد اختلال در فرایندهای فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی گیاه شده و باعث بروز مشکلاتی مانند 1) عدم تعادل یونی 2) کمبود مواد معدنی 3) تنش اسمزی 4) سمَیَت یونی و تنش اکسیداتیو میگردد (64). این شرایط با اجزای سلولی همانند DNA، لیپیدها و رنگدانه ها اثر متقابل مییابد (134) و رشد و نموَ اکثر گیاهان زراعی را کاهش میدهد. تحمل نسبت به شوری صفتی چند ژنی است که شامل الف) تقسیم بندی مقادیر زیاد نمک در داخل گیاه ب) تنظیم اسمزی و ج) تغییرات مورفولوژیکی میباشد (84). مطالعاتی که در زمینه تحمل به تنش شوری انجام گرفته است شامل: 1- برنامه های اصلاح کلاسیک که علی رغم برخی موفقیتها، به دلیل ماهیت چند ژنی بودن این صفت محدود گردیده است، 2- استفاده از موتاسیونهایی که منجر به از بین رفتن و حذف عملکرد ژن میگردند برای شناسائی و مطالعه ژنهای مسئول تنش. برای مثال در آرابیدوپسیس، به دلیل سهولت در دستکاری ژنتیکی این گیاه (6)، تحقیقاتی در این زمینه انجام گرفته است و 3- روش های کشت آزمایشگاهی در گیاهانی مانند یونجه (154)، برنج (77 و 155) و سیب زمینی (93) میباشد. توسعه گیاهان دارای پتانسیل ژنتیکی بالقوه برای تحمل نسبت به این تنش، به کاهش استفاده از آب نیز کمک می کند (27). افزایش گیاهان متحمل (124) همراه با مهندسی ژنتیک نتایج خوبی را از نظر احتمال انتقال سریع و دقیق صفات مطلوب به داخل گیاهان مورد نظر، بدون حضور ژن های مضر از خویشاوندان نزدیک گیاه، نشان داده است (111). زیرا در این روش، از انتقال مناطق ناخواسته کروموزومی ممانعت میگردد (112 و 20). استفاده از ظرفیت داخلی گیاه، تحمل آن نسبت به این تنش را تقویت می کند و مهندسی ژنتیک مدرن به انتقال صفات مطلوب کمک می نماید (94).
جو یکی از متحملترین گیاهان زراعی است که طی سالها، از روشهای مختلف فیزیولوژیکی برای تعیین تنوع فنوتیپی تحمل به شوری در این گیاه استفاده شده است (149). ذخایر ژنی جوی زراعی در مقایسه با انواع وحشی آن تنوع ژنتیکی محدودی را نشان دادند که این امر بیانگر لزوم توسعه ارقام سازگار میباشد (105). گزارش شده است که جمعیت هایی که در مناطق تحت تنش شوری رشد مییابند دارای تنوع ژنتیکی گسترده تری هستند (88). از نظر میزان محصول دانه در محیط شور، جو یکی از اعضای متحمل به شوری در تیره تریتیاسه است (69). مکانیسم تحمل به شوری در این تیره عموماً شامل تجمع یون سدیم در طول دوره رشد گیاه میباشد (15 و 138). از نقطه نظر تجمع این یون در تیره تریتیاسه، گیاه جو دارای تنوع ژنتیکی بالایی است. شوری یکی از موانع اصلی افزایش تولید محصول در جو بوده و تحمل به این تنش در مراحل مختلف رشد گیاه متفاوت است. حساسترین مراحل رشد گیاه در مقابل تنش شوری در جو دو مرحله جوانه زنی و گیاهچگی میباشد و با افزایش سن گیاه میزان تحمل آن نیز افزایش مییابد. تأثیر این تنش در مرحله جوانه زنی جو بیشتر مربوط به اثرات یونی است (134)، در حالیکه در مرحله گیاهچگی تنش شوری حاصل اثرات اسمزی میباشد (74). بین تحمل به شوری در دو مرحله رشدی جوانهزنی و گیاهچگی هیچ رابطهای وجود ندارد (74). مکانیسمهای تحمل به شوری در جو شامل موارد زیر است: 1- انتقال یون سدیم از برگهای گیاه جو به داخل واکوئول که موجب کاهش سمَیَت این یون می شود (38) و 2- توزیع بیشتر یون پتاسیم موجود در برگهای جو به داخل سلولهای مزوفیل نسبت به توزیع آنها در سلولهای اپیدرم که موجب افزایش نسبت یونی پتاسیم به سدیم در سیتوپلاسم سلولهای مزوفیل می شود و این وضعیت برای ثبات فتوسنتز با اهمیت است (56).
استراتژی های حفاظت در مقابل آسیب ناشی از شوری در جو عبارت از استراتژی های فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی است. تغییر عملکرد ژن راهی موثر برای تغییر این وضعیت است. بنابراین یک مرحله اساسی، درک مکانیسم مولکولی پاسخ به تنش است که در این مرحله، ژنهای کنترل کننده تنش و گیاهان ترانس ژنیک دارای تحمل بالا نسبت به این تنش شناسایی می گردند (65).
دو ژن CBL4 و HKT1 نقش مهمی در تحمل گیاه جو نسبت به تنش شوری دارند که نقش و اهمیت آنها به طور خلاصه ذکر میگردد. سیگنالهای حاصل از یون کلسیم، مبدَلها و تنظیم کننده های اصلی در فرایندهای سازگاری و نموَی گیاهان هستند. این سیگنالها به واسطه اثرات تحریکی خاص ناشی از فعال شدن همزمان کانالها، پمپها و انتقال دهندههایی که به صورت دمائی و فضایی افزایش یون کلسیم را نشان می دهند، بروز مییابند (59). مشخصترین مسیر سیگنالدهی که مختص تنش شوری است نیز شامل افزایش یون کلسیم در سیتوسول میباشد (161). در این مسیر، افزایش القائی یون سدیم در سیتوسول احتمالاً از طریق یک پروتئین calcineurin B-like به نام CBL4 که اصولاً تحت عنوان SOS3 شناخته شده است، تشخیص داده می شود. کمپلکس CBL4/CIPK24 (SOS3/SOS2) از طریق زنجیره اسید چرب مریستول با CBL4/SOS3 پیوند کووالانسی تشکیل میدهد (Ishitani, 2000) که موجب فسفریلاسیون و در نتیجه فعال شدن آنتی ریپورتر Na+/H+ موجود در بخش مرزی غشاء یعنی SOS1 میگردد (104، 106 و 126). سیستم سیگنالدهی CBL/CIPK برای ترجمه سیگنالهای یون کلسیم به شکل فسفریلاسیون پروتئینی است که کمپلکسهای شرکت کننده در پروتئینهای CBL و CIPK هایی را که با آنها اثر متقابل دارند، مانند AKT1، ترانسپورتر یون پتاسیم در آرابیدوپسیس یا SOS1، عامل حساسیت عمومی نسبت به شوری یا CHL، ترانسپورتر نیترات یا AHA2 و H+ATPase 2 در آرابیدوپسیس، را مشخص می کند (86). چند نوع CBL وجود دارد مانند CBL1، CBL4 و CBL9، که با اعضای غشائی در ارتباط هستند (54 و 68). در مورد CBL4/SOS3، نشان داده شده است که مریستوله شدن برای تحمل به شوری مهم و ضروری بوده است (54). اولین CBL شناخته شده با روش ژنتیکی SOS3/CBL4 بوده است. این نشان میدهد که SOS3/CBL4 در تحمل به شوری از طریق حسگر یون کلسیم دارای نقش اختصاصی میباشد. ژنهایی که گیاه را قادر به محدود کردن تجمع یون سدیم در بافت شاخه مینمایند دارای منابع بالقوهای از تحمل نسبت به شوری در اصلاح نباتات هستند. در جو، لوکوس HvNaX4 مقدار یون سدیم در شاخه را بین 12 و 59 درصد کاهش میدهد. بسته به شرایط هیدروپونیک و نوع خاک تأثیر قوی محیط روی بیان این ژن مشخص میگردد (112). لوکوس ژنی HvCBL4 در جو با ژن متحمل به شوری SOS3 در آرابیدوپسیس همولوگ بوده و با HvNaX4 به طور همزمان تفرق مییابد (112).
تحمل به شوری در گیاهان می تواند وابسته به عامل انتقال دهنده HKT[1] باشد که این مولکول اختصاصاً انتقال یونهای سدیم یا انتقال یونهای سدیم و پتاسیم را تسهیل می نماید (86 و132) و در تنظیم هموستازی یون سدیم نقش مهمی ایفاء می کند. در آرابیدوپسیس تالیانا تنها یک ژنHKT (144) و در برنج 8 ژنHKT (33 و 48) وجود دارد. این ژن براساس تشابه توالی آمینو اسیدی دارای دو زیر خانواده میباشد (100) که آنها از نظر انتخاب دو یون سدیم و پتاسیم متفاوت هستند ((33، 48 و 72). اعضای ژنی زیر خانواده اول همگی اجزای انتقال دهنده اختصاصی یون سدیم بوده و اعضای زیر خانواده دوم انتقال دهنده همزمان دو یون سدیم و پتاسیم یا انتقال تک یون سدیم و یا پتاسیم می باشند به استثنای ژن OsHKT2,2 (Oshkt2) در برنج.
شکل 1- شبکه سیگنالدهی CBL-CIPK در پاسخ به تنشهای غیر زنده
محققان گزارش دادند که تحمل نسبت به شوری به طور معنی داری با نسبت یون پتاسیم به یون سدیم مرتبط است (105). آنالیز ترکیبی نشان داد که HvHKT1 اصولاً انتقال یون سدیم را تحت شرایط تنش کنترل می کند، که این نتیجه گیری با آنالیز بیشتر بیان ژن تأیید گردید. همچنین گزارش شده است که در جمعیتهایی که در محیط تحت تأثیر تنش رشد مییابند، طیف وسیعی از تنوع ژنتیکی وجود دارد (88). در جو، مطالعه شده است که بیان ژن HKT1 به وسیله یون پتاسیم تنظیم می شود (150). همچنین گزارش شده است که خانواده های ژن HKT در هموستازی یون سدیم نسبت به یون پتاسیم دخالت مینمایند که این نشان دهنده اهمیت آنها در تحمل نسبت به شوری است (43). چند مکانیسم در سازگاریهای مورفولوژیکی و بیوشیمیایی دخالت دارند که احتمالاً در حفظ نسبت پائین یون سدیم به یون پتاسیم در سیتوپلاسم نقش دارند. در جو (هوردئوم وولگار)، دو تا از این مکانیسمها وجود دارد که شامل انتقال یون سدیم به داخل واکوئول در عرض غشای تونوپلاستی و انتقال یون سدیم به محیط خارج در سراسر غشای پلاسمائی میباشد (32 و 99). توزیع درون سلولی یون سدیم شامل پمپاژ این یون به داخل واکوئول قبل از افزایش غلظت آن در سیتوپلاسم است (138). این فرایند از طریق یک شیب گرادیانت pH که به وسیله جابجایی پروتونی H+-ATPase و پیروفسفاتاز غیر آلی ایجاد میگردد، تسریع می شود (31، 37، 62 و 145). افزایش فعالیت آنتیریپورتر Na+/H+ به دلیل افزایش یون سدیم در ریشه های هوردئوم وولگار گزارش شده است (32). مطالعات متعدد اخیر وجود تنوع در تحمل به شوری در میان ارقام هوردئوم وولگار را گزارش نموده است (66 و 115). تحمل به شوری در گیاهان بستگی به ترانسپورترهای HKT دارد که این ترانسپورترها واسطه انتقال اختصاصی یون سدیم یا انتقال همزمان یون سدیم و پتاسیم هستند. ترانسپورترهای HKT دارای دو نقش میباشند: 1- جذب یون سدیم از محلول خاک برای کاهش یون پتاسیم مورد نیاز هنگامی که یون پتاسیم عامل محدود کننده است و 2- کاهش تجمع یون سدیم در برگها با انتقال آنها به داخل فضای آوند چوبی و یا انتقال آنها به داخل فضای آوند آبکش (113).
شکل2- مسیر اختصاصی سیگنال دهی گیاه در پاسخ به تنش شوری (86)
[1] – High- affinity K+ transporter
تعداد صفحه :102
قیمت :14700 تومان
بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد
و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.
پشتیبانی سایت : * parsavahedi.t@gmail.com
در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.
14,700 تومانافزودن به سبد خرید