
تعداد نشریات | 26 |
تعداد شمارهها | 447 |
تعداد مقالات | 4,557 |
تعداد مشاهده مقاله | 5,380,001 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 3,580,066 |
بررسی الگوی بیانی برخی ژنهای خانواده NAC در عدس(Lens Culinaris M.) تحت تنش سرما | ||
مجله بیوتکنولوژی کشاورزی | ||
مقاله 7، دوره 10، شماره 4 - شماره پیاپی 32، اسفند 1397، صفحه 111-131 اصل مقاله (793.96 K) | ||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22103/jab.2019.2252 | ||
نویسندگان | ||
بنتالهدی فرخپوری1؛ احمد اسماعیلی* 2؛ حمیدرضا عیسوند3؛ سید محسن سهرابی4 | ||
1دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه لرستان، خرمآباد، ایران | ||
2نویسنده مسئول، دانشیار، گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه لرستان، خرمآباد، ایران. | ||
3دانشیار، گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه لرستان، خرمآباد، ایران | ||
4دانشآموخته دکتری، گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه لرستان، خرمآباد، ایران | ||
چکیده | ||
مقدمه: سرما یکی از تنشهای مهم مناطق سردسیر و معتدل است و در برنامههای اصلاحی عدس، بهبود تحمل به سرما در اولویت قرار دارد. فاکتورهای رونویسی NAC در واکنش به تنشهای مختلف غیرزیستی نقش مهمی دارند. مواد و روشها: در این پژوهش به منظور ارزیابی بیان ژنهای MfNAC، MtNAC57 و GmNAC2، گیاهان رقم گچساران عدس تحت پنج تیمار مدت زمان تنش سرما در قالب طرح تصادفی کامل با سه تکرار قرار گرفتند. تیمارهای مدت زمان تنش سرمایی °C4-2 شامل h6، h12، h24 و h48 بود که روی گیاهان 29 روزه اعمال شد و گیاهان رشد یافته در شرایط گلخانه (دمای °C23) به عنوان شاهد در نظر گرفته شدند. استخراج RNA از بافتها، با استفاده از روش لیتیمکلراید و ساخت cDNA با استفاده از کیت TaKara انجام شد. واکنش Real-time PCR برای ژنهای مورد نظر در هر دو نوع اندام هوایی و زمینی در سه تکرار بیولوژیک و دو تکرار تکنیکی انجام شد. از ژن Actin به عنوان کنترل داخلی استفاده شد. نتایج: نتایج تجزیه واریانس بیان ژنها نشان داد که بین سطوح مختلف تیمارهای مدت زمان تنش دمایی در هر دو اندام اختلاف معنیداری وجود داشت. بیان ژن GmNAC2 در اندام هوایی، 6 ساعت پس از تنش کاهش معنیداری یافت در حالیکه در اندام زمینی در تیمار 24 ساعت پس از تنش بیان این ژن کاهش نشان داد. بیان ژن MtNAC57 در تیمارهای h6، h12 و h24 نسبت به شاهد کاهش نشان داد ولی در اندام زمینی تیمار h12 افزایش معنیدار مشاهده شد. ژن mfNAC در اندام هوایی در همه تیمارها نسبت به شاهد کاهش بیان معنیدار نشان داد در حالیکه در اندام زمینی فقط در تیمار بلند مدت h48 افزایش بیان معنیدار مشاهده شد. نتیجهگیری: در این تحقیق، بیان برخی از ژنهای خانواده NAC تحت تنش سرما در عدس برای اولین بررسی شد و نتایج حاصل میتواند برای مطالعات بهنژادی این گیاه و سایر حبوبات مفید واقع شود. | ||
کلیدواژهها | ||
اندام هوایی؛ ریشه؛ سرما؛ عدس؛ PCR زمان واقعی | ||
مراجع | ||
References
Abraham R (2015) Lentil (Lens culinaris Medikus) Current status and future prospect of production in Ethiopia. Adv Plant Agric Res 2, 00040.
Ali M, Gupta S (2012) Carrying capacity of Indian agriculture: Pulse Crops. Curr Sci 102, 874-881.
Bagheri A, Ghasemi Omran V, Hatefi S (2012) Indirection in vitro regeneration of lentil (Lens culinaris Medik.). J Plant Mol Breed 1, 43-50.
Chen W, Provart NJ, Glazebrook J et al. (2002) Expression profile matrix of Arabidopsis transcription factor genes suggests their putative functions in response to environmental stresses. Plant Cell 14, 559-574.
Chen X, Lu S, Wang Y, et al. (2015) OsNAC2 encoding a NAC transcription factor that affects plant height through mediating the gibberellic acid pathway in rice. Plant J 82, 302-314.
Dita MA, Rispail N, Prats E et al. (2006) Biotechnology approaches to overcome biotic and abiotic stress constraints in legumes. Euphytica 147, 1-24.
Domingues D (2009) Sure e Garapa: Caracterização Molecular e Distribuição de Dois Retrotransposons com LTR de Cana-de-Açúcar. PhD thesis, University of São Paulo.
Gao JJ, Tao L, Yu XC (2009) Gene expression and activities of SOD in cucumber seedlings were related with concentrations of Mn2+, Cu2+, or Zn2+ under low temperature stress. Agric Sci China 8, 678-684.
Gomat HY, Deleporte P, Moukini R et al. (2011) What factors influence the stem taper of Eucalyptus: growth, environmental conditions, or genetics? Ann For Sci 68, 109-120.
Guiltinan MJ, Marcotte WR, Quatrano RS (1990) A plant leucine zipper protein that recognizes an abscisic acid response element. Sci 250, 267-271.
Hao YJ, Wei W, Song QX et al. (2011) Soybean NAC transcription factors promote abiotic stress tolerance and lateral root formation in transgenic plants. Plant J 68, 302-313.
Hong Y, Zhang H, Huang L et al. (2016) Overexpression of a stress-responsive NAC transcription factor gene ONAC022 improves drought and salt tolerance in rice. Front Plant Sci 7, 4.
Huang GT, Ma SL, Bai LP et al. (2012) Signal transduction during cold, salt, and drought stresses in plants. Mol Biol Report 39, 969-987.
Huang L, Hong Y, Zhang H et al. (2016). Rice NAC transcription factor ONAC095 plays opposite roles in drought and cold stress tolerance. BMC Plant Biol 16, 203.
Jin C, Li KQ, Xu XY et al. (2017) A Novel NAC Transcription Factor, PbeNAC1, of Pyrus betulifolia Confers Cold and Drought Tolerance via Interacting with PbeDREBs and Activating the Expression of Stress-Responsive Genes. Front Plant Sci 8, 1049.
Jin H (2012) Overexpression of the GmNAC2 gene, an AC transcription factor, reduces abiotic stress tolerance in tobacco. Plant Mol Biol Report 31, 435-442.
Kader M, Mian M, Hoque M (2002) Effects of Azotobacter inoculant on the yield and nitrogen uptake by wheat. J Biol Sci 2, 259-261.
Khatib F, Makris A, Yamaguchi-Shinozaki K (2011) Expression of the DREB1A gene in lentil (Lens culinaris Medik. Subsp culinaris) transformed with the Agrobacterium system. Crop Past Sci 62, 488-495.
Koyama T (2014) The roles of ethylene and transcription factors in the regulation of onset of leaf senescence. Front Plant Sci 5, 1–8.
Lievens S, Goormachtig S, Holsters M (2001) A critical evaluation of differential display as a tool to identify genes involved in legume nodulation: looking back and looking forward. Nucleic Acids Res 29, 3459-3468.
Livak KJ, Schmittgen TD (2001) Analysis of relative gene expression data using real-time quantitative PCR and the 2−ΔΔCT method. Methods 25, 402-408.
Ling L, Song L, Wang Y, Guo C (2017) Genome-wide analysis and expression patterns of the NAC transcription factor family in Medicago truncatula. Physiol Mol Biol Plant 23, 343-356.
Mao X, Zhang H, Qian X et al. (2012) TaNAC2, a NAC-type wheat transcription factor conferring enhanced multiple abiotic stress tolerances in Arabidopsis. J Exp Bot 63, 2933-2946.
Meng Q, Zhang C, Gai J, Yu D (2007) Molecular cloning, sequence characterization and tissue-specific expression of six NAC-like genes in soybean (Glycine max (L.) Merr.). J Plant Physiol 164, 1002-1012.
Nayyar H, Bains T, Kumar S (2005) Chilling stressed chickpea seedlings: effect of cold acclimation, calcium and abscisic acid on cryoprotective solutes and oxidative damage. Environ Exp Bot 54, 275-285.
Nezami A, Khazaei H, Shojaei K, Rezaei A (2011) Evaluation of freezing tolerance of lentil (Lens culinaris Medik.) genotypes in controlled conditions. J Crop Prod Environ Stress 3(1,2), 45-85.
Olsen AN, Ernst HA, Leggio LL, Skriver K (2005) NAC transcription factors: structurally distinct, functionally diverse. Trend Plant Sci 10, 79-87.
Ooka H, Satoh K, Doi K et al. (2003) Comprehensive analysis of NAC family genes in Oryza sativa and Arabidopsis thaliana. DNA Res 10, 239-247.
Öktem HA, Mahmoudian M, Eyidoðan F, Yücel M (1999) Gus gene delivery and expression in lentil cotyledonary nodes using particle bombardment. Lens Newsl 26, 3-6.
Peng T, Zhu X, Duan N, LIU JH (2014) PtrBAM1, a β amylase coding gene of Poncirus trifoliata, is a CBF regulon member with function in cold tolerance by modulating soluble sugar levels. Plant Cell Environ 37, 2754-2767.
Pinheiro GL, Marques CS, Costa MD et al. (2009) Complete inventory of soybean NAC transcription factors: sequence conservation and expression analysis uncover their distinct roles in stress response. Gene 444, 10-23.
Qu Y, Duan M, Zhang Z et al. (2016) Overexpression of the Medicago falcata NAC transcription factor MfNAC3 enhances cold tolerance in Medicago truncatula. Environ Exp Bot 129, 67-76.
Saha GC, Vandemark GJ (2013) Stability of expression of reference genes among different lentil (Lens culinaris) genotypes subjected to cold stress, white mold disease, and Aphanomyces root rot. Plant Mol Biol Report 31, 1109-1115.
Sabaghpour SH, Safi Khani M (2007) Registration of ‘Gachsaran’ Lentil. J Plant Registrations 1, 39.
Shen H, Yin Y, Chen F et al. (2009) A bioinformatic analysis of NAC genes for plant cell wall development in relation to lignocellulosic bioenergy production. Bioenergy Res 2(4), 217–232.
Singh K, Saxena MC (1993) Breeding for Stress Tolerance in Cool-season Food Legumes, John Wiley and Sons, Chichester, UK, pp. 245-270.
Sperotto RA, Ricachenevsky FK, Duarte GL et al. (2009) Identification of up-regulated genes in flag leaves during rice grain filling and characterization of OsNAC5, a new ABA-dependent transcription factor. Planta 230 (5), 985–1002.
Tepe I, Erman M, Yazlik A et al. (2005) Comparison of some winter lentil cultivars in weed-crop competition. Crop Prot 24, 585–589.
Tran LSP, Quach TN, Guttikonda SK et al. (2009) Molecular characterization of stress-inducible GmNAC genes in soybean. Mol Genet Genomics 281, 647-664.
Walley FL, Clayton GW, Miller PR et al. (2007) Nitrogen economy of pulse crop production in the Northern Great Plains. Agron J 99, 1710-1718.
Wu J, Wang L, Wang S (2016) Comprehensive analysis and discovery of drought-related NAC transcription factors in common bean. BMC Plant Biol 16, 193.
Wu Y, Deng Z, Lai J et al. (2009) Dual function of Arabidopsis ATAF1 in abiotic and biotic stress responses. Cell Res 19, 1279.
Xiong L, Lee H, Ishitani M et al. (2002) Repression of stress-responsive genes by FIERY2, a novel transcriptional regulator in Arabidopsis. Proc Nat Acad Sci 99, 10899-10904.
Yadollahi P, Abad ARB, Khaje M et al. (2014) Effect of intercropping on weed control in sustainable agriculture. Int J Agri Crop Sci 7, 683.
Yamaguchi-Shinozaki K, Shinozaki K (2006) Transcriptional regulatory networks in cellular responses and tolerance to dehydration and cold stresses. Ann Rev Plant Biol 57, 781-803.
Zaker Tavallaie F, Ghareyazie B, Bagheri A, Sharma KK (2016) Genetic transformation of Lentil (Lens culinaris M.) and production of transgenic fertile plants. Iranian J Pulses Res 7(2), 215-229.
Zaker Tavallaie F, Ghareyazie B, Bagheri A, Sharma KK (2017) Optimization of genetic transformation in Lentil (Lens culinaris Medik.) using Agrobacterium tumefaciens. Iranian J Pulses Res 8(2), 84-95. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 698 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 435 |