پیوندهای مفید
آمار
| تعداد نشریات | 33 |
| تعداد شماره‌ها | 886 |
| تعداد مقالات | 8,712 |
| تعداد مشاهده مقاله | 55,197,615 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 10,453,423 |
بازآرایی تخصیص کربن در گندم و جو تحت تنش‌های غیرزیستی: نقش ژن‌ها و شبکه‌های تنظیمی در تجمع و انتقال مجدد کربوهیدرات‌های محلول در آب | ||
| تحقیقات غلات | ||
| مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 14 آبان 1405 | ||
| نوع مقاله: مقاله مروری | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22124/cr.2026.34692.1930 | ||
| نویسنده | ||
| راضیه سرآبادانی تفرش* | ||
| دانشگاه پیام نور - تهران- ایران | ||
| چکیده | ||
| مقدمه: تنش‌های غیرزیستی، به‌ویژه خشکی، شوری و گرما، از مهم‌ترین عوامل محدودکننده عملکرد غلات در جهان محسوب می‌شوند. در این شرایط، کاهش فتوسنتز پس از گلدهی وابستگی گیاه را به ذخایر کربوهیدراتی ساقه افزایش می‌دهد و انتقال مجدد کربوهیدرات‌های محلول در آب (Water-Soluble Carbohydrates; WSCs) به یکی از مهم‌ترین سازوکارهای حفظ پرشدن دانه و پایداری عملکرد تبدیل می‌شود. طی دو دهه اخیر، پیشرفت‌های قابل توجهی در شناسایی ژن‌های ساختاری، ناقل‌های قندی، عوامل رونویسی و جایگاه‌های ژنتیکی مؤثر بر تجمع و انتقال مجدد WSC حاصل شده است؛ با این حال، اطلاعات موجود اغلب به صورت پراکنده ارائه شده و چارچوب جامعی که ارتباط میان فرآیندهای فیزیولوژیک، شبکه‌های تنظیمی و کاربردهای اصلاحی را یکپارچه تبیین کند، همچنان محدود است. هدف از این مطالعه، ارائه مروری جامع بر سازوکارهای فیزیولوژیکی، مولکولی و ژنتیکی تنظیم تجمع و انتقال مجدد کربوهیدرات‌های محلول در آب در گندم و جو و بررسی کاربرد این دانش در بهبود تحمل به تنش‌های غیرزیستی و پایداری عملکرد است. اگرچه سازوکارهای تجمع و انتقال مجدد کربوهیدرات‌های محلول در آب در بسیاری از غلات گزارش شده‌اند، این مرور عمدتاً بر شواهد حاصل از گندم و جو تمرکز دارد؛ زیرا بخش عمده اطلاعات فیزیولوژیک، مولکولی و ژنتیکی موجود مربوط به این دو گونه است. مواد و روش‌ها: این مطالعه مروری-تحلیلی، پژوهش‌های مرتبط با تجمع و انتقال مجدد کربوهیدرات‌های محلول در آب در گندم و جو تحت تنش‌های غیرزیستی را با تمرکز بر شواهد فیزیولوژیک، مولکولی، ژنتیکی و اصلاحی بررسی می‌کند. در این رویکرد، یافته‌های مطالعات پیشین درباره ذخایر WSC، ژن‌های ساختاری، ناقل‌های قندی و شبکه‌های تنظیمی به‌صورت یکپارچه تحلیل و در ارتباط با تخصیص کربن، انتقال مجدد و پایداری عملکرد جمع‌بندی شده‌اند. یافته‌های تحقیق: بررسی مطالعات انجام‌شده نشان داد که تجمع و انتقال مجدد WSC حاصل برهم‌کنش هماهنگ ژن‌های متابولیسم فروکتان، آنزیم‌های متابولیسم ساکارز، ناقل‌های قندی و شبکه‌های پیچیده تنظیم رونویسی است. ژن‌های1-SST و 6-SFT عمدتاً در سنتز و تجمع فروکتان نقش دارند، در حالی که ژن‌های ساختاری 1-FEH ، INV، SUS، SUT و SWEET به‌ترتیب در تجزیه فروکتان، متابولیسم ساکارز و انتقال کربوهیدرات‌ها در مرحله پرشدن دانه مشارکت دارند. همچنین عوامل رونویسی خانواده‌های NAC، MYB، DREB و WRKY از طریق ادغام مسیرهای پیام‌رسانی هورمونی و تنش، در تنظیم بیان ژن‌های مرتبط با متابولیسم WSC و بازآرایی تخصیص کربن در پاسخ به شرایط رشدی و محیطی نقش دارند. مرور مطالعات ژنتیکی نیز نشان داد که QTLها، نشانگرهای SNP و ژن‌های کاندیدای مرتبط با WSC ظرفیت قابل توجهی برای استفاده در انتخاب مبتنی بر نشانگر، انتخاب ژنومی و مهندسی ژنتیک دارند. علاوه بر این، شواهد نوظهور نشان می‌دهد که راهبردهایی مانند ویرایش ژنوم و بازطراحی شبکه‌های تنظیمی، در مقایسه با دستکاری ژن‌های منفرد، ظرفیت بالقوه‌ای برای بهینه‌سازی تخصیص کربن و افزایش تحمل به تنش دارند. نتیجه‌گیری: شواهد موجود نشان می‌دهد که انتقال مجدد کربوهیدرات‌های محلول در آب، یک فرآیند تنظیمی چندلایه و پویاست که از برهم‌کنش میان ژن‌های ساختاری، عوامل رونویسی، سامانه‌های انتقال قند و مسیرهای پیام‌رسانی هورمونی شکل می‌گیرد. درک این شبکه تنظیمی، علاوه بر روشن‌تر ساختن سازوکارهای سازگاری غلات با تنش‌های غیرزیستی، می‌تواند مبنای توسعه راهبردهای نوین اصلاح نباتات مبتنی بر ژنوم، انتخاب ژنومی و مهندسی شبکه‌های تنظیمی قرار گیرد. در نهایت، تلفیق داده‌های ژنومیک، رونویسی، متابولومیکس و فنوتیپ‌برداری دقیق، مسیر آینده پژوهش‌ها را از تمرکز بر ژن‌های منفرد به سوی تخصیص کربن مبتنی بر رویکردهای سامانه‌ای هدایت کرده و زمینه توسعه ارقام غلات با پایداری عملکرد بیشتر در شرایط تغییر اقلیم را فراهم سازد. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| تخصیص کربن؛ تنش‌های غیرزیستی؛ شبکه‌های تنظیمی ژن؛ کربوهیدرات‌های محلول در آب؛ متابولیسم فروکتان | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 6 |
||