نقش microRNA399 و سوکروز در پاسخ‌های فیزیولوژیک گیاه آرابیدوپسیس (Arabidopsis thaliana) نسبت به کمبود فسفر

Abstract

میکروRNAها مولکول‌هایی با زنجیره کوتاه و غیرقابل ترجمه است که بیان ژن‌های مختلف را در سطح پس از رونویسی تنظیم می‌کنند. تعداد زیادی از میکروRNAها در پاسخ به تنش‌‌های مختلف محیطی نقش دارند. برای نمونه، miR399 در پاسخ گیاه به کمبود فسفات اهمیت دارد. پژوهش حاضر با هدف درک نقش متقابل miR399 و سوکروز در پاسخ گیاه آرابیدوپسیس (Arabidopsis thaliana) به کمبود فسفات انجام گرفت. برای این منظور، از گیاه تراریخته آرابیدوپسیس که در آن بیان ژن miR399 افزایش یافته (OXmiR399) همراه با گیاه نوع خودرو استفاده شد. بذر گیاهان در چهار محیط کشت مختلف: محیط کشت با فسفر کافی همراه سوکروز (S+P+)، با کمبود فسفر همراه سوکروز (S+P-)، فسفر کافی بدون سوکروز (S-P+) و کمبود فسفر بدون سوکروز (S-P-) کشت شدند. P+ و P- به ترتیب اشاره به سطوح 2/1 میلی‌مولار و 10 میکرو‌مولار فسفات دارد و S+ محیط حاوی سوکروز 1 درصد و S- محیط فاقد سوکروز است. نتایج نشان داد که در گیاهان تراریخت طول ریشه اولیه و انشعابات آن در محیط‌های فاقد سوکروز و دارای فسفات کافی (S+P-) نسبت به گیاهان نوع خودرو به شدت کاهش یافت. بالاترین میزان تجمع آنتوسیانین و نشاسته در محیط‌های S+P- در هر دو نوع مشاهده شد. به هر حال، در محیط‌های S-P- بیان بالای miR399 موجب افزایش معنی‌داری در تجمع آنتوسیانین گیاه شد. miR399 موجب افزایش معنی‌داری در سطح فسفر آزاد گیاه در تمام انواع محیط‌ها نیز شد. از سوی دیگر، در محیط‌های حاوی فسفات کافی حذف سوکروز موجب افزایش معنی‌دار میزان فسفر آزاد در هر دو نوع گیاهی شد. احتمالا سوکروز و miR399 به طور همزمان در مسیر سیگنال‌دهی کمبود فسفات در گیاه آرابیدوپسیس نقش مهمی دارند.