آناليز شبكه هم‌ بياني ترانسكريپتوم لوبيا به منظور شناسايي ماژول‌ها و ژن‌هاي هاب درگير در مقاومت به كنه تارتن دو لكه‌اي

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي كشاورزي

كارشناسي ارشد

كنه تارتن دولكه¬اي، Tetranychus urticae Koch از جمله مهم¬ترين آفات تخريب كننده با پراكنش جهاني است كه از چندين گياه زراعي به¬ويژه لوبيا (Phaseolus vulgaris L.) تغذيه مي¬كند و خسارت قابل توجهي را وارد مي¬كند. از آنجايي كه عوامل مختلف به ويژه شبكه¬هاي ژني پيچيده¬اي در ايجاد حساسيت يا مقاومت در مقابل كنه تارتن دولكه¬اي دخيل هستند، در اين تحقيق به¬منظور دست يافتن به ديدگاه¬هاي زيستي عميق¬تر درباره مكانيسم¬هاي مولكولي دخيل در ايجاد مقاومت از روش سامانه¬هاي زيستي استفاده شد. براي اين منظور از داده¬هاي RNA-Seq مربوط به تنش كنه تارتن روي گياه لوبيا استفاده شد. پس از فراهم كردن ماتريس¬ بيان ژن¬ها، شبكه¬هاي مولكولي با استفاده از آناليز شبكه هم¬بيان ژني وزن¬دار (WGCNA) مورد تجزيه و تحليل قرار گرفتند. پس از ايجاد ماژول¬ها، عملكرد ژن¬ها در هر ماژول مورد بررسي قرار گرفت و در نهايت سطح بيان تعدادي ژن از هر ماژول با استفاده از تكنيك ريل¬تايم مورد سنجش قرار گرفت. در مجموع 699 ژن با بيان افتراقي در پاسخ به تنش كنه تارتن شناسايي شدند كه در 7 ماژول هم¬بيان از طريق خوشه¬بندي سلسله¬مراتبي جاي گرفتند. بررسي هستي¬شناسي ژن¬ها و آناليز برهمكنش ژن¬هاي كليدي با استفاده از بانك اطلاعاتي String نشان داد پاسخ ترانسكريپتوم لوبيا به آلودگي با كنه تارتن بيشتر شامل ژن¬هاي كدكننده پروتئين كيناز¬ها، كاتاليزور¬ها، فاكتورهاي رونويسي، ساخت متابوليت¬ها و مسيرهاي انتقال پيام هورموني است. از جمله مهم¬ترين ژن¬ها كه هم¬بياني نشان دادند مي¬توان WRKY، ليپوكسيژناز، sig4، THIC، HSP20-like chaperones superfamily protein، mitochondrion-localized small heat shock protein 23.6، Concanavalin A-like lectin protein kinase family protein، C4H و مس آمين اكسيداز را نام برد. در مجموع نتايج ماژول فيروزه¬اي، از نظر تعداد، بيشترين ژن¬هاي درگير در مقاومت را دارا بود. اين ماژول بيشترين همبستگي را با رقم مقاوم پس از پنج روز آلودگي داشت. ماژول زرد بيشترين همبستگي با رقم مقاوم پس از يك روز آلودگي داشت، ژن¬هاي خانواده پراكسيداز و UDP-گليكوزيل¬ترنسفراز در ماژول فيروزه¬اي و ژن¬هاي خانواده LRR و شبه¬گيرنده¬هاي مالكتين¬كيناز در ماژول زرد قرار داشتند كه در رقم حساس بيان پاييني داشتند. ژن مقاومت به بيماري حاوي دومين NB-ARC و ژن¬هاي مقاومت به بيماري كلاس TIR-NBS-LRR هر دو در ماژول سبز قرار گرفتند و همبستگي نشان دادند. اين ژن¬ها در رقم مقاوم بيان بالا و در رقم حساس بيان پاييني داشتند. اين مطالعه دانش ما را از مكانيسم¬هاي مولكولي دخيل در مقاومت به كنه تارتن افزايش مي¬دهد،. همچنين ژن¬هاي بررسي شده در اين تحقيق مي¬توانند به¬عنوان اهداف اصلاحي براي ايجاد مقاومت معرفي شوند.

214709

بيوتكنولوژي كشاورزي

مهندسي كشاورزي

دانشگاه صنعتي اصفهان

لادن طلايي، مجيد طالبي

ابوذر سورني، رحيم مهرابي