Journal of Crop Breeding

fa بیان افتراقی ژن های StFtsH5، StFtsH6 و StFtsH10 در سیب زمینی در مواجهه با تنش های سرما، گرما و نور زیاد Differential Expression of StFtsH5, StFtsH6, and StFtsH10 Genes in Potatoinduced by Cold, Heat, and High Light Stress بيوتكنولوژي گياهي بيوتكنولوژي گياهي پژوهشي Research <div style="text-align: justify;">چکیده مبسوط</div> <div style="text-align: justify;">مقدمه و هدف: تنشهای غیرزیستی فاکتورهای مهم در کاهش عملکرد محصولات زراعی هستند. سرما، گرما و نور زیاد ازجمله مهمترین تنش های غیرزیستی در گیاهان به شمار میروند. لذا درک مکانیسم مولکولی ژنهای درگیر در تنش ضروری به نظر میرسد. متالوپروتئاز FtsH یکی از تنظیم کننده های کلیدی در پاسخ به تنش های غیرزیستی است. مطالعات زیادی بر روی FtsH در گیاهان مختلف انجام شده است. اما تحت تنش سرما، گرما و نور زیاد بر روی سیب زمینی گزارشی وجود ندارد.</div> <div style="text-align: justify;">مواد و روش ها: در این مطالعه، بیان ژن StFtsH5، StFtsH6 و StFtsH10 در سه بافت ریشه، ساقه و برگ در پاسخ به سه تنش سرما، گرما و نور زیاد بررسی شد. ژنوتیپ آگریا تحت شرایط کنترل شده در گلخانه کشت شد. بعد از تیمارهای سرما، گرما و نورزیاد، نمونه برداری از برگ، ساقه و ریشه تحت دو شرایط کنترل و تنش بعد از اعمال تیمار 24 و 48 ساعت انجام شد. بیان نسبی ژنهای انتخاب شده تعیین شد. یافته ها: ژن StFtsH5 بعد از 24 و 48 ساعت تحت تنش دمای پایین در برگ و ساقه افزایش بیان معنی داری را نسبت به شرایط کنترل نشان داد. همچنین این ژن تحت تنش گرمایی در دو زمان اعمال تنش در ریشه و برگ افزایش میانگین بیان نسبی نسبت به شرایط کنترل داشته است. StFtsH5 در برگ تحت تنش نور زیاد در 24 ساعت بعد از اعمال تنش افزایش بیان نسبی نسبت به شرایط نرمال نشان داد. اما ژن StFtsH6 تحت تنش دمای پایین، گرما و نور زیاد بعد از 48 و24 ساعت بعد از اعمال تنش در برگ، ساقه و ریشه میانگین بیان نسبی بالایی برخوردار نبود. ژن StFtsH10 تحت تنش نور زیاد در ساقه و ریشه در 48 ساعت بعد از تنش افزایش بیان معنی داری را نشان داد. در برگ و ساقه تحت تنش دمای پایین در 48 ساعت بعد از اعمال تیمار میانگین بیان بالایی را به خود اختصاص داد. اما این ژن 24 و 48 ساعت بعد از اعمال تنش گرمایی و نور زیاد به ترتیب افزایش بیان بالایی را در ساقه و ریشه نسبت به شرایط کنترل داشت. نتایج این تحقیق نشان داد که تحت 3 تیمار تنشی (سرما، گرما و نور زیاد) ژنهای StFtsH5 و StFtsH6 در ساقه، برگ و ریشه بیشترین و کمترین میانگین بیان نسبی را نشان داد. نتیجه گیری: در میان سه ژن، StFtsH5 بالاترین بیان را در سه بافت تحت تنش سرما، گرما و نور زیاد نشان داد. با توجه به یافته های فوق، تغییرات بیشتر بیان ژن StFtsH5 احتمالا می تواند ناشی از نقش موثر این ژن در تنش های غیرزیستی مخصوصا سرما، گرما و نور زیاد باشد.  </div> <div style="text-align: justify;">Extended Abstract Introduction and Objective: Abiotic stresses are among major factors limiting crop yields. Cold, heat, and high-light are the most important abiotic stress among plants. Thus, it is considered the understanding of molecular mechanisms response to stress.  FtsH metallopeptidase is one of the key regulators of plant response to abiotic stresses. Many surveys were performed on the FtsH in different plants. However, there is not report on potato under cold, heat, and high-light stress. Material and Methods: In this study, the gene expression of StFtsH5, StFtsH6, and StFtsH10 was evaluated in root, stem, and leaves under cold, heat, and high light stresses. Agria genotypes were planted under controlled greenhouse conditions. After cold, heat, and high light treatment duration, leaves, stem, and root sampling were performed under two conditions stress and normal after 24h and 48h treatment. The relative expression of selected genes was estimated. Results: StFtsH5 gene was strongly up regulated in leaves and stem at the 24h and 48h under cold stress as compared to non-stress condition, respectively. Further, this gene had the higher mean relative expression than normal condition in root and leaves at the 24h and 48h under heat stress. At 24h after high light stress, the more mean relative increase StFtsH5 gene than control condition was observed. However, StFtsH6 gene is not increased gene expression under low temperature, and high light after utilization of stress treatment in leaves, stem, and root. StFtsH10 gene showed the significantly increased expression of in stem and root under high-light stress at the 48h. It showed an increase in gene expression in stem and leaves under cold stress at the 48h after stress treatment. However, this gene had the high gene expression in stem and root as compared to control at the 24h and 48h after stress treatment. The results of this study showed that StFtsH5 and StFtsH6 had the maximum and minimum gene expression in stem, leaves, and root under three stress treatments. Conclusions: Among three genes, StFtsH5 showed the high expression in three tissues under cold, heat, and high-light stress. According to the above results, changes in gene expression of StFtsH5 could refer to the key roles of this gene in abiotic stresses, particularly cold, heat, and high light stresses.</div> آگریا, استرس غیرزیستی, سرما, گرما, FtsH Abiotic stress, Agria, Cold, FtsH, Heat 148 155 http://jcb.sanru.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-719-4&slc_lang=fa&sid=1 Abbas Saidi عباس سعیدی abbas.saidi@gmail.com 100319475328460020028 100319475328460020028 Yes Department of Plant Biotechnology and Biotechnology, Faculty of Biological Sciences and Technology, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran دانشکده علوم و فناوری زیستی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران zahra Hajibarat زهرا حاجی برات zahrahajibarat@yahoo.com 100319475328460020029 100319475328460020029 No Department of Plant Biotechnology and Biotechnology, Faculty of Biological Sciences and Technology, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran دانشکده علوم و فناوری زیستی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران Mehrshad zeinalabdeini مهرشاد زین العابدینی mzzeinalabedini@yahoo.com 100319475328460020030 100319475328460020030 No Department of Systems Biology, Iran Agricultural Biotechnology Research Institute, Agricultural Research, Education and Extension Organization, Karaj ، پژوهشگاه بیوتکنولوژی کشاورزی ایران، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج Mohammadreza Ghaffari محمدرضا غفاری mrghaffari@yahoo.com 100319475328460020031 100319475328460020031 No Department of Systems Biology, Iran Agricultural Biotechnology Research Institute, Agricultural Research, Education and Extension Organization, Karaj پژوهشگاه بیوتکنولوژی کشاورزی ایران، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج