تجزیه ترانسکریپتوم نخود بومی ایرانی در واکنش به تنش خشکی

نخود (Cicer arietinum L.) علاوه بر اینکه یکی از مهم­ترین حبوبات از نظر تامین پروتئین برای تغذیه انسان می باشد، نقش مهمی در حاصلخیزی خاک دارد. این گیاه در نواحی خشک و نیمه خشک همچون ایران، در معرض تنش خشکی انتهای فصل قرار دارد. شناسایی ژن های القا شده در شرایط تنش خشکی نه تنها برای درک مکانیسم های مولکولی تحمل به­خشکی ضروری است، بلکه در توسعه گیاهان متحمل اهمیت دارد. در تحقیق حاضر، الگوی ترانسکریپتوم نخود کابلی بومی ایرانی (رقم بیونیج) تحت شرایط خشکی در مرحله اوایل گلدهی در مرکز بین المللی تحقیقات گیاهان زراعی برای نواحی گرمسیری نیمه­خشک (ICRISAT) بررسی شد. به­منظور توالی یابی ترانسکریپتوم نمونه های ریشه و اندام هوایی در شرایط شاهد و تنش از Illumina HiSeq۲۵۰۰ استفاده شد. در مجموع تعداد ۸۹۱ و ۵۰۷ ژن با بیان افتراقی در پاسخ به­تنش خشکی به­ترتیب در ریشه و اندام هوایی شناسایی شدند. همچنین تعداد ۷۶۰، ۳۷۶ و ۱۳۱ ژن به­ترتیب به­صورت اختصاصی در ریشه، اندام هوایی و مشترک در هر دو اندام بیان شدند. تجزیه ژن آنتولوژی (GO)، چندین گروه GO مربوط به­تنش، شامل واکنش به­محرک ها و پیام رسانی را در ژن های بیان شده افتراقی در پاسخ به­تنش خشکی شناسایی کرد. علاوه بر این، مسیرهای متابولیکی مهم، نظیر بیوسنتز اسید آبسزیک و پرولین، بیوسنتز متابولیت های ثانویه مثل فلاوونوئیدها و فنیل پروپانوئیدها و متابولیسم های انرژی و کربوهیدارت ها از طریق تجزیه مسیر KEGG شناسایی شدند. یافته های این تحقیق نشان داد که ژن ها و مسیرهای بیشتری در ریشه نسبت به اندام هوایی درگیر بودند. چندین ژن بیان شده افتراقی بویژه آن هایی که به­عنوان عوامل رونویسی در ارتباط با ژن های واکنش­دهنده به­خشکی عمل کردند را می توان در تحقیقات آتی و برای بهبود ارقام متحمل به خشکی استفاده کرد.  

Keywords:

Chickpea , Drought , Metabolic pathways , RNA-Seq , Transcription factors , نخود , خشکی , RNA-Seq , مسیرهای متابولیکی , عوامل رونویسی