شناسایی و آنالیز پروموتر ژن‌های کلیدی دخیل در تحمل به تنش خشکی در مرحله زایشی جو با استفاه از آنالیز داده های ریزآرایه

Abstract

خشکی مهم‌ترین تنش محیطی است که باعث کاهش عملکرد محصولات گیاهی می‌شود. تحقیقات در راستای ایجاد ارقام متحمل به تنش خشکی از اهمیت فوق العاده‌ای برخوردار است. در این تحقیق تلاش شده است تا با آنالیز داده‌های تولید شده از طریق فناوری ریزآرایه، ژن‌های مهم پاسخگو به تنش خشکی و ژن‌های هاب در مرحله زایشی جو شناسایی‌شده و آنالیز پروموتور انجام گیرد. به همین منظور با استفاده از نرم‌افزار FlexArray تمامی ژن‌های دارای بیان افتراقی 5/2 ≥ و 5/2- ≥ در بین دو سری از آزمایشات ریزآرایه انجام شده در جو شناسایی شدند. نتیجه این تجزیه و تحلیل، شناسایی 559 ژن پاسخ‌دهنده به تنش خشکی در مرحله زایشی بود. ژن‌های هاب با استفاده از سه الگوریتم محاسباتی Cyto-Hubba در نرم-افزار Cytoscape مشخص شدند. این امر منجر به شناسایی 10 ژن غیر تکراری شد که به‌عنوان مؤثرترین ژن‌ها در پاسخ به تنش خشکی در نظر گرفته شدند. براساس بررسی هستی‌شناسی ژن‌های دارای بیان افتراقی و ژن‌های هاب، تنظیم رونویسی از گروه‌های اصلی بود که نشان دهنده اهمیت عوامل رونویسی در مکانیسم تحمل به خشکی می‌باشد. در میان عوامل رونویسی می‌توان به HvCBF6، HvDRF1.3، LFL1، VP1، WRKY71 و ABI5 (متعلق به خانواده‌های AP2، WRKY و bZIP) اشاره کرد. آنالیز پرموتر نشان داد که برخی از خانواده‌های عوامل رونویسی از جمله AP2، AT-hook family، bHLH، NAC، bZIP و MYB قابلیت اتصال به 85 درصد از پرموترهای شناسایی‌شده را دارند. مطالعه این عوامل رونویسی، می‌تواند به شناخت هر چه بیشتر سازوکار تحمل به تنش خشکی در جو کمک کند.