شناسایی ژن‌های خانواده ‏HSP60‎‏ در گستره ژنوم سویا و بررسی کارکردی آن‌ها در پاسخ به تنش‌های غیرزیستی

Abstract

پروتئین‌های شوک حرارتی 60 کیلو دالتونی (HSP60) که به‌عنوان چاپرونین (cpn60) نیز شناخته می‌شوند، نقش مهمی در رشد و نمو و پاسخ گیاه به تنش ایفا می‌نمایند. در این مطالعه از طریق ابزارهای بیوانفورماتیکی، 32 ژن HSP60 در ژنوم سویا شناسایی شد که روی 14 کروموزوم توزیع شده‌اند. بیشتر این پروتئین‌ها آب‌دوست، اسیدی، ناپایدار با شاخص آلیفاتیک بالا هستند. درخت تکاملی، پروتئین‌های HSP60 سویا، آرابیدوپسیس و برنج را بر مبنای جایگاه سلولی در سه گروه اصلی تقسیم‌بندی نمود. پروتئین‌های واقع در زیرگروه‌های مختلف از نظر ساختار ژنی، موتیف‌های حفاظت‌شده، فاز اینترون و ساختار سه‌بعدی از حفاظت‌شدگی بالایی برخوردار بوده که این امر می‌تواند بیانگر شباهت‌های کارکردی آن‌ها در زیرگروه‌های مختلف باشد. چندین عنصر تنظیمی سیس پاسخ‌گو به تنش‌ها، رشد و نمو و هورمون‌ها در پروموتر ژن‌های GmHSP60 یافت شد که بیانگر نقش آن‌ها در رشد و نمو و پاسخ گیاه به تنش‌های محیطی می‌باشد. تجزیه و تحلیل هستی شناسی ژن (GO)، پیش‌بینی کرد که ژن‌های GmHSP60 در پاسخ به تنش‌های مختلف، مسئول تاخوردگی و تاخوردگی مجدد پروتئین به روشی وابسته به ATP هستند. بررسی الگوی ترانسکریپتوم (RNA-Seq) نشان داد که بیشتر ژن‌های GmHSP60 دارای بیان بالایی در پاسخ به تنش‌های شوری، خشکی، سرما، گرما، غرقاب و کمبود مواد غذایی بودند که بیانگر نقش آنها در افزایش تحمل سویا به تنش‌های غیرزیستی می‌باشد. به‌طور کلی، این یافته‌ها اطلاعات مفیدی را برای درک بهتر کارکرد ژن‌های GmHSP60 در سویا فراهم آورده و راه را برای استفاده از ژن‌های خانواده چاپرونین برای دستیابی به تحمل گیاهان در برابر تنش‌های غیرزیستی تسهیل می‌نمایند.