تعداد نشریات | 31 |
تعداد شمارهها | 743 |
تعداد مقالات | 7,047 |
تعداد مشاهده مقاله | 10,122,074 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 6,847,762 |
آنالیز پروتیوم بذور گندم تحت تنش خشکی شدید و احیاء | ||
علوم و تحقیقات بذر ایران | ||
مقاله 4، دوره 8، شماره 3، مهر 1400، صفحه 245-257 اصل مقاله (1.02 M) | ||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22124/jms.2021.5228 | ||
نویسندگان | ||
پریسا کوباز* 1؛ منظر حیدری2 | ||
1استادیار پژوهشی بخش فیزیولوژی مولکولی، پژوهشکده بیوتکنولوژی کشاورزی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران | ||
2کارشناس بخش زیستشناسی سامانه، پژوهشکده بیوتکنولوژی کشاورزی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران | ||
چکیده | ||
گیاهچههای گندم بهاره تحمل زیادی نسبت به تنش شدید خشکی تا روز چهارم پس از جوانهزنی از خود نشان میدهند. تحقیق حاضر بهمنظور مطالعه پروتئینهای پاسخدهنده به تنش در بذور متصل به گیاهچههای 4 روزه گندم در شرایط تنش خشکی و آبیاری مجدد میباشد. آزمایش با اعمال تنش خشکی با قطع کامل آبیاری در دو دوره ده و بیست روزه و آبیاری مجدد بهمدت سه و هفت روز در اتاقک رشد در قالب یک طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار زیستی انجام گرفت. بذور متصل به گیاهچه برای سنجش فیزیولوژیک و پروتیوم مورد بررسی قرار گرفتند. بررسی صفات فیزیولوژیک بهخوبی شدت تنش و تاثیر تنش بر بذر را نشان داد و با آبیاری مجدد نیز در تمامی آزمایشات بذر به شرایط شاهد بسیار نزدیک شد. بررسی پروتئوم با الکتروفورز دوبعدی در بذر تمامی تیمارها انجام و657 لکه پروتئینی با رنگآمیزی نیترات نقره مشاهده شدند. در نهایت پس از آنالیز معنیداری130 لکه انتخاب و پس از جستجو در بانکهای اطلاعاتی پروتئین، شناسایی شدند. تنش خشکی موجب افزایش بیان ژنهای موثر در تولید پروتئینهای دفاعی (افزایش پرولین)، شکستهشدن ترکیبات ذخیرهای بذر و تولید پروتئینهای موثر در تغییرات ساختمانی دیواره سلول شد. از طرف دیگر کاهش بیان پروتئینهای موثر در تنفس و تجزیه پروتئین موجب کاهش مصرف انرژی در سلول در شرایط تنش شد. در شرایط آبیاری مجدد افزایش بیان پروتئینهای موثر در متابولیسم کربوهیدراتها موجب مصرف مواد غذایی موجود در بذر (کاهش وزن بذر) و تولید پروتئینهای ساختمانی جدید (حضور برگ و ریشه جدید) شد. | ||
کلیدواژهها | ||
بذر گندم؛ پروتئوم؛ خشکی؛ فیزیولوژی | ||
مراجع | ||
Abro, A.A., Memon, S., Abro, S.A., Magsi, F.H., Soomro, A.A., Mahar, N.A. and Chang, B.H. 2019. Influence of additional amino acids in growth of different wheat (Triticum aestivum L.) genotypes. Journal of Plant Nutrition, 42(19): 2539-2551. (Journal) Ashraf, M., and Foolad, M.R. 2007. Roles of glycine betaine and proline in improving plant abiotic stress resistance. Environmental and Experimental Botany. 59, 206–216. (Journal) Belitz, D., Grosch, W. and Schieberle, P. 2004. Food Chemistry (3rd ed.). Springer. ISBN 978-3-540-64704-1. (Book) Beltrano, J., Ronco, M.G. and Montaldi, E.R. 1999. Drought stress syndrome in wheat is provoked by ethylene evolution imbalance and reversed by rewatering, aminoethoxyvinylglycine, or sodium benzoate. Journal of Plant Growth Regulation, 18: 59-64. (Journal) Blum, H., Beier, H. and Gross, H.J. 1987. Improved silver staining of plant-proteins, RNA and DNA in polyacrylamide gels. Electrophoresis, 8: 93–99. (Journal) Bradford, M. 1976. A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Analytical Biochemistry, 72: 248-254. (Journal) Branlard, G., Bancel, E. Allain, E., Girousse, C., Merlino, M., Laubin, B., Nadaud, I., Debiton, C., Bronner, G. and Martre, P. 2007. Proteomics studies on wheat developmental and mature kernel. Gluten proteins, 2006: 352-356. (Journal) Buchanan, B.B. and Balmer, Y. 2005. Redox regulation: A Broadening Horizon. Annual Revolution of Plant Biology, 56: 187-220. (Journal) Campalans, A., Pagès, M. and Messeguer, R. 2001. Identification of differentially expressed genes by the cDNA-AFLP technique during dehydration of almond (Prunus.amygdalus). Tree Physiology, 21(10): 633-643. (Journal) Ehya, F., Monavarfeshani, A., Fard, E.M., Farsad, L.K., Nekouei, M.K., Mardi, M. and Salekdeh, G.H. 2013. Phytoplasma-responsive microRNAs modulate hormonal, nutritional, and stress signaling pathways in Mexican lime trees. PLoS One, 8, 66372. (Journal) Faghani, E., Gharechahi, J., Komatsu, S., Mirzaei, M., Khavarinejad, R.A., Najafi, F., Karimi Farsad, L. and Salekdeha, G.H. 2015. Comparative physiology and proteomic analysis of two wheat genotypes contrasting in drought tolerance. Journal of Proteomics, 104:1-15. (Journal) Fathi, A., Pakzad, M., Taei, A., Brink, T.C., Pirhaji, L., Ruiz, G., Sharif Tabe Bordbar, M., Gourami, H., Adjaye, J. and Baharvand, H., 2009. Comparative proteome and transcriptome analyses of embryonic stem cells during embryoid bodybased differentiation. Proteomics, 9:4859–4870. (Journal)
Gibson, S.I. 2005. Control of plant development and gene expression by sugar signaling. Current Opinion Plant Biology, 8: 93–102. (Journal) Hajheidari, M.E., Buchanan, A., Wong, B.B., Majidi, I. and Salekdeh, G.H. 2007. Proteomics uncovers a role for redox in drought tolerance in wheat. Journal of Proteome Research, 6: 1451-1460. (Journal) Hurkman, W.J. and Tanaka, C.K., 1986. Solobolization of plant membrane proteins for analysis by two-dimentional gel electrophoresis. Plant Physiology, 81: 802-806. (Journal) Jiang, S.S., Liang, X.N., Li. X., Wang, S.L., Lv, D.W., Ma, C.Y., Li, X.H., Ma, W.J. and Yan, Y.M. 2012. Wheat Drought-Responsive Grain Proteome Analysis by Linear and Nonlinear 2-DE and MALDI-TOF Mass Spectrometry. International Journal of Molecular Sciences, 13: 16065-16083. (Journal) Koobaz, P., Ghaffari, M.R., Heidari, M., Mirzaei, M., Ghanatie, F., Amirkhani, A., Mortazavi, S.E., Moradi, F., Hajirezaei, M.R. and Hosseini Salekdeh, G. 2020.Proteomic and metabolomic analysis of desiccation tolerance in wheat young seedlings. Plant Physiology and Biochemistry, 146: 349-362. (Journal) Koobaz, P., Ghanati, F., Salekdeh, G., Heidari, M., Moradi, F. and Ale buye, R. 2014. Native tolerance of four day old seedlings wheat to dessication tolerance. Journal of Plant Process and Function, 3, 81–91. (In Persion)(Journal) Lee. G.J., Pokala. N. and Vierling, E. 1995. Structure and in vitro molecular chaperone activity of cytosolic small heat shock proteins from pea. Journal of Biological Chemistry, 270: 10432-10438. (Journal) Leprince, O., Satour, P., Ly-Vu, B. and Buitink, J. 2004. The role of sugars and hexose phosphorylation in regulating re-establishment of desiccation tolerance in germinated radicles of Cucumis sativa and Medicago truncatula. Physiologia Plantarum, 64: 200–209. (Journal) Liu, Y., Han, C., Deng, X., Liu, D., Liu, N. and Yan, Y. 2018. Integrated physiology and proteome analysis of embryo and endosperm highlights complex metabolic networks involved in seed germination in wheat (Triticum aestivum L.). Journal of Plant Physiology, 229: 63–76. (Journal) Lv, Y., Zhang, S., Wang, J. and Hu, Y. 2016. Quantitative Proteomic Analysis of Wheat Seeds during Artificial Ageing and Priming Using the Isobaric Tandem Mass Tag Labeling .PLoS One, 11(9):e0162851. (Journal) Ma, D., Huang, X., Hou, J., Ma, Y., Han, Q., Hou, G., Wang, C., and Guo,T. 2018. Quantitative analysis of the grain amyloplast proteome reveals differences in metabolism between two wheat cultivars at two stages of grain development. BMC Genomics, 19(768): 1-17. (Journal) Montalvo-Hernandez. L., Piedra-Ibarra. E.E., Gomez-Silva. L., Lira-Carmona. R. and Acosta-Gallegos. J.A. 2008. Differential accumulation of mRNAs in drought-tolerant and susceptible common bean cultivars in response to water deficit. New Phytologist, 177: 102-113. (Journal) Mousavi, S.A., Pouya, F.M., Ghaffari, M.R., Mirzaei, M., Ghaffari, A., Alikhani, M., Ghareyazie, M., Komatsu, S., Haynes, P.A. and Salekdeh, G.H. 2016. A database for plant proteome response to stress. Journal of Proteomics, 143, 69–72. (Journal) Oliver, M.J., Jain, R., Balbuena, T.S., Agrawal, G., Gasulla, F., and Thelen, J.J. 2011. Proteome analysis of leaves of the desiccation-tolerant grass, Sporobolus stapfianus, in response to dehydration. Phytochemistry, 72: 1273–1284. (Journal) Rampino. P., Pataleo, S., Gerardi, C., Mita, G. and Perrotta, C. 2006. Drought stress response in wheat: physiological and molecular analysis of resistant and sensitive genotypes. Plant Cell Environment, 29: 2143–52.(Journal) Serrato, A.J. and Cejudo, F.J. 2003. Type-h thioredoxins accumulate in the nucleus of developing wheat seed tissues suffering oxidative stress. Planta, 217(3): 392-399. (Journal) Simova-Stoilova, L., Vassileva, V., Petrova, T., Tsenov, N., Demirevska, K. and Feller, U. 2006. Proteolytic activity in wheat leaves during drought stress and recovery. General and Applied Plant Physiology, 32: 92-100. (Journal) Soares, G.C.M., Dias, D.C.F.S., Faria, J.M.R. and Borges, E.E.L. 2015. Physiological and biochemical changes during the loss of desiccation tolerance in germinating Adenanthera pavonina L. seeds. Anais da Academia Brasileira de Ciências, 87(4): 2001-2011. (Journal)
Sun, H., Wang, C.Y., Zhang, G.L. and Gou, J.Y., 2020. Genomic analyses of wheat Aspartic proteinase gene family provide novel insights for wheat stress responses. Journal of Plant Science, 4(1): 174-185. (Journal) Tweddle, J.C., Dickie, J.B., Baskin, C.C. and Baskin, J.M. 2003. Ecological aspects of seed desiccation sensitivity. Journal of Ecology, 91: 294–304. (Journal) Van Riet, L., Altenbach, D., Vergauwen, R., Clerens, S., Kawakami, A., Yoshida, M., Van den Ende, W. and Wiemken Van Laere, A. 2008. Purification, cloning and functional differences of a third fructan 1-exohydrolase (1-FEHw3) from wheat (Triticum aestivum)." Physiologia Plantarum, 133:242-253. (Journal) Vendruscolo, E.C.G., Schuster, I., Pileggi, M., Scapim, C.A., Molinari, H.B.C., Marur, C.J. and Vieira, L.G.E. 2007. Stress-induced synthesis of proline confers tolerance to water deficit in transgenic wheat. Journal of Plant Physiology, 164: 1367-1376. (Journal) Walters, C., Farrant, J.M., Pammenter, N.W. and Berjak, P. 2002. Desiccation and Damage. In: Black M, Pritchard HW (eds) Desiccation and Survival in Plants. Drying Without Dying. CAB International, Wallingford, Oxon, UK, pp. 263–291. (Book) Zhang, N., Chen, F., Huo, W. and Cui, D. 2015. Proteomic analysis of middle and late stages of bread wheat (Triticum aestivum L.) grain development. Frontiers in Plant Science, 6:735-782. (Journal) | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 730 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 493 |