تجزیه و تحلیل مقایسه ای الکتروفورز دو بعدی پروتئین های آندوسپرم و جنین برنج با استفاده از نرم افزار Image Master

گیاه برنج (Oryza sativa L.) در تغذیه بیش از نیمی از جمعیت جهان نقش اساسی را ایفا می کند. به دلیل کوچک بودن ژنوم این گیاه نسبت به سایر غلات در پژوهش های زیستی به عنوان یک گیاه مدل و هم چنین در عرصه زراعت یک گیاه اساسی محسوب می شود. پروتئین های ذخیره ای در لایه آلورون در دانه برنج شامل آلبومین و گلوبولین و در آندوسپرم پروتئین های پرولامین و گلوتلین می باشد. جهت تعیین پروفایل پروتئین های موجود در آندوسپرم و جنین دانه برنج از روش ایزوالکتریک فوکوسینگ (IEF) به همراه ژل پلی اکریل آمید (SDS-PAGE) استفاده گردید. جهت تعیین تعداد پروتئین ها و هم چنین شناسائی لکه های پروتئینی بین بافت دو نمونه جنین و آندوسپرم برنج، تطبیق لکه های پروتئینی با توجه به میزان بیان آن ها در تصاویر حاصل از ژل الکتروفورز دو بعدی (۲-DE) از نرم افزار Image master استفاده گردید. با توجه به اهمیت مصرف برنج های محلی در ایران و هم چنین میزان تولید این گیاه مهم اقتصادی در کشور، در این مطالعه با هدف تعیین تنوع و تفاوت بیان لکه های پروتئینی در بازه پی اچ خطی ۴ تا ۷ با استفاده از تکنیک (۲-DE) از برنج رقم حسن سرایی بومی اگیلان استفاده گردید. برای این منظور رقم مورد مطالعه از مرکز تحقیقات برنج گیلان تهیه گردید و جهت اجرای بخشی از آزمایش، جداسازی نمونه ها و استخراج پروتئین کل در آزمایشگاه دانشگاه پیام نور انجام شد. در نهایت نمونه های پروتئینی استخراج شده جهت انجام مراحل الکتروفورز دوبعدی با استفاده از دستگاه ایزوالکتریک فوکوسینگ به پژوهشکده سلامت دانشکده داروسازی منتقل گردید. بر اساس نتایج حاصل از آنالیز ژل های دو بعدی، بخش وسیعی از لکه های پروتئینی در بازه پی اچ ۴ تا ۷ حضور داشته اند. تجزیه و تحلیل پروفایل پروتئینی بر اساس پروتئین های استاندارد با وزن مولکولی و نقطه ایزوالکتریک مشخص بیانگر آن است که بافت جنین و آندوسپرم بر اساس نقطه ی ایزوالکتریک و وزن مولکولی نشان داد که ۲۸۴ لکه پروتئینی در جنین، ۱۲۳ لکه پروئینی در آندوسپرم شناسائی شدند. از بین لکه های شناسائی شده تعداد ۵۷ لکه پروتئینی مشترک افزایش و کاهش بیان را بین دو نمونه نشان دادند. حضور لکه های پروتئینی باقی مانده در دو نمونه اختلاف معنی داری بین محتوای پروتئین در جنین و آندوسپرم را نشان دادند. جهت تعیین احتمالی نوع پروتئین بر اساس نقطه ایزوالکتریک و وزن مولکولی لکه های پروتئینی و تغییرات بیان بین لکه ها با استفاده از نزم افزار، جستجو در بانک های اطلاعاتی پروتئینی انجام شد و پروتئین های احتمالی تولید شده در بافت جنین و آندوسپرم شناسایی شدند. پروتئین هایی که در بافت آندوسپرم و جنین برنج در الکتروفورز دو بعدی شناسایی شدند شامل پروتئین های ذخیره ای دانه پیش سازهای گلوتلین، گلوتلین های اسیدی و قلیایی، گلوبولین ها، پرولامین ها، HSPs و Hypothetical Proteins بودند. بنابراین از این طریق می توان میزان بیان پروتئین ها و هم چنین مسیرهای بیوسنتزی آن ها را نیز شناسائی نمود.

Keywords:

برنج , جنین , آندوسپرم , ایزو الکتریک فوکوسینگ , وزن مولکولی , بار الکتریکی