جداسازی ژن Phosphoglycerate Dehydrogenase از گیاه هالوفیت Aeluropus littoralis و بررسی عملکرد جهش یافته T-DNA آن در گیاه مدل Arabidopsis thaliana

Abstract

تحلیل داده‌های زیستی نقش مهمی در بررسی ژن‌ها در پاسخ به تنش‌ها دارد. هالوفیت Aeluropus littoralis، منبع ژنتیکی ارزشمندی در شناسایی ژن‌های دخیل در تحمل گیاه به تنش‌ها می‌باشد. در مطالعه حاضر، ژن فسفوگلیسرات دهیدروژناز (PGDH) به عنوان اولین آنزیم مؤثر در تولید سرین، بر اساس توالی EST ثبت شده از گیاه آلوروپوس در شرایط تنش شوری و با استفاده از روش RLM-RACE جداسازی شد. با همپوشانی توالی ناحیه َ3 و EST، قطعه‌ای به طول bp 1506 شامل ناحیه ORF به طول 1268 و ناحیه 3UTR به طول 238 نوکلئوتید بدست آمد. بررسی فیلوژنتیکی AlPGDH با دیگر ژن‌های اورتولوگ در گیاهان مختلف انجام و همولوگ‌های ژن PGDH شناسایی شد. درخت فیلوژنتیکی بیانگر قرابت بالای ژن AlPGDH با گیاهان تک‌لپه و خانواده غلات مانند سورگوم، ارزن دم‌روباهی و برنج بود. بررسی شبکه هم‌بیانی ژن AtPGDH، بیانگر نقش مؤثر ژن PGDH در مسیرهای بیوسنتزی از جمله تولید آمینو اسیدها، تولید متابولیت‌های ثانویه و مسیر متابولیسم گلایسین، سرین و ترئونین بوده و آنالیز بیانی این‌سیلیکو آن نیز حاکی از افزایش بیان ژن AtPGDH در تنش‌های مختلف می‌باشد. بررسی فنوتیپی جهش‌یافته خاموش شده (آرابیدوپسیس) این ژن در تنش‌های کلرید سدیم و PEG حاکی از کاهش شدید خصوصیات رشدی گیاهان جهش‌یافته نسبت به کنترل بود که می‌تواند تأییدی بر نقش ژن در تنظیمات پاسخ به تنش‌های شوری و خشکی باشد. یافته‌های این تحقیق، خصوصیات عملکردی ژن PGDH، تغییرات فنوتیپی گیاهان جهش‌یافته pgdh در مواجهه با تنش شوری و خشکی و نقش احتمالی آن را در افزایش تحمل گیاه به تنش‌ها ارائه می‌نماید.