| تعداد نشریات | 27 |
| تعداد شمارهها | 487 |
| تعداد مقالات | 5,127 |
| تعداد مشاهده مقاله | 6,640,239 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 4,426,282 |
ارزیابی بیان ژنهای مرتبط با پاسخ دفاعی در رقم حساس سیب "پریما" در مواجهه با بیماری شانکر اروپایی با رویکرد توالییابی رونوشتها | ||
| مجله بیوتکنولوژی کشاورزی | ||
| دوره 18، شماره 2، خرداد 1405، صفحه 21-40 اصل مقاله (942.97 K) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22103/jab.2026.25863.1765 | ||
| نویسنده | ||
| مرجان قاسم خانی* | ||
| گروه تنوع زیستی، پژوهشگاه علوم و تکنولوژی پیشرفته و علوم محیطی، دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته، کرمان، ایران. | ||
| چکیده | ||
| هدف: بیماری شانکر اروپایی، یکی از مخربترین بیماریهای درختان میوه در مناطق معتدل تولیدکننده سیب، توسط قارچ Neonectria ditissima ایجاد میشود. با توجه به بقای مستمر این پاتوژن در طول سال، کنترل بیماری با چالشهای قابل توجهی همراه است. این پژوهش با هدف شناسایی ژنهای کلیدی و مسیرهای سیگنالینگ دخیل در حساسیت به این عامل بیماریزا انجام شد. شناسایی این ژنها و تحلیل عملکرد آنها میتواند مسیرهای مولکولی دخیل در پیشرفت بیماری را روشن ساخته و به طراحی برنامههای کنترل هدفمند و پایدار منجر شود. مواد و روش ها: برای این مطالعه، یک رقم حساس سیب به نام"پریما" با سوسپانسیون قارچ بر روی جوانه های انتخاب شده تلقیح شد. نمونههای کنترل و تلقیحشده (18 نمونه) در زمانهای ۵، ۱۵ و ۳۰ روز پس از تلقیح با سه تکرار بیولوژیکی در هر زمان جمعآوری گردیدند تا RNA کل استخراج شود. پس از انجام کنترل کیفی و کمی RNA های استخراجشده، توالییابی کل ژنوم بهصورتpaired-end و دستگاه Hiseq2000 انجام شد. کیفیت دادههای توالییابی با استفاده از نرمافزار FastQC بررسی شد. سپس خوانشها با نرمافزار TopHat2 روی ژنوم مرجع سیب نقشه یابی شدند. نرمالسازی و تحلیل ژنهای با بیان افتراقی با نرمافزار DESeq2 صورت گرفت و آنالیز غنیسازی مسیرهای مرتبط با DEGs از طریق نرمافزار KEGG انجام شد. یافته ها: نتایج نشان داد که بیشترین تغییرات بیان ژن در روزهای ۱۵ و ۳۰ پس از آلودگی با N. ditissima رخ داد و در مجموع ۶۹۹۶ ژن با بیان افتراقی ( 05/0< FDR) شناسایی شد؛ بهطوریکه بیش از ۵۵ درصد افزایش بیان و حدود ۴۵ درصد کاهش بیان در مراحل میانی و پیشرفته عفونت مشاهده گردید، در حالی که در روز ۵ هیچ ژن معناداری شناسایی نشد. کاهش بیان ژنهای مرتبط با استحکام دیواره سلولی (CAD, LAC1) و افزایش بیان ژن حساسیتزا (MLO6) که نقش کلیدی داشتند، نشاندهنده ناهماهنگی مسیرهای دفاعی ساختاری و شیمیایی و پاسخ دفاعی ناکارآمد رقم حساس در برابر پاتوژن است. نتیجه گیری: نتایج این پژوهش نشان داد که در رقم حساس سیب، پاسخهای دفاعی در برابر N. ditissima عمدتاً در مراحل دیرتر آلودگی فعال میشوند و در مراحل اولیه ضعیف هستند. الگوی بیان ژنها بیانگر تضعیف برخی مسیرهای دفاعی و تغییر بیان ژنهای مرتبط با حساسیت گیاه است. بر این اساس، ژنهایی که تغییر بیان معنادار و پایدار نشان دادند میتوانند بهعنوان کاندیداهای بالقوه نشانگرهای مولکولی در برنامههای اصلاحی آینده مطرح شوند، مشروط بر آنکه در جمعیتهای مستقل و از طریق مطالعات عملکردی اعتبارسنجی شوند. | ||
| کلیدواژهها | ||
| کلید واژه: بیان ژن؛ سیب (Malus × domestica)؛ تحلیل RNA-Seq؛ تعامل میزبان - پاتوژن؛ ژنهای مرتبط با حساسیت | ||
| مراجع | ||
|
Agrios, G. N. (2005). Plant pathology. Elsevier. https://doi.org/10.1016/B978-0-08-047378-9.X5000-8
Ajengui, A., Bertolini, E., Ligorio, A., Chebil, S., Ippolito, A., & Sanzani, S. M. (2018). Comparative transcriptome analysis of two citrus germplasms with contrasting susceptibility to Phytophthora nicotianae provides new insights into tolerance mechanisms. Plant Cell Reports, 37(3), 483-499. https://doi.org/10.1007/s00299-017-2244-7
Bradshaw, J. E. (2017). Plant breeding: past, present and future. Euphytica, 213(3), 60. https://doi.org/10.1007/s10681-016-1815-y
Bus, V. G., Scheper, R. W., Walter, M., Campbell, R. E., Kitson, B., Turner, L., Fisher, B.M., Johnston, S.L., Wu, C., Deng, C.H. & Gardiner, S. E. (2019). Genetic mapping of the European canker (Neonectria ditissima) resistance locus Rnd1 from Malus ‘Robusta 5’. Tree Genetics & Genomes, 15(2), 25. https://doi.org/10.1007/s11295-019-1332-y
Denisov, V., Strong, W., Walder, M., Gingrich, J., & Wintz, H. (2008). Development and validation of RQI: an RNA quality indicator for the Experion automated electrophoresis system. Bio-Rad Bulletin, 5761. https://www.bio-rad.com/webroot/web/pdf/lsr/literature/BULLETIN_5761B.pdf
Ding, Y., Liu, N., Virlouvet, L., Riethoven, J. J., Fromm, M., & Avramova, Z. (2013). Four distinct types of dehydration stress memory genes in Arabidopsis thaliana. BMC Plant Biology, 13(1), 229. https://doi.org/10.1186/1471-2229-13-229
Du, Z., Zhou, X., Ling, Y., Zhang, Z., & Su, Z. (2010). agriGO: a GO analysis toolkit for the agricultural community. Nucleic Acids Research, 38(suppl_2), W64-W70. https://doi.org/10.1093/nar/gkq310
Haxim, Y., Kahar, G., Zhang, X., Si, Y., Waheed, A., Liu, X., Wen, X., Li, X., & Zhang, D. (2022). Genome-wide characterization of the chitinase gene family in wild apple (Malus sieversii) and domesticated apple (Malus domestica) reveals its role in resistance to Valsa mali. Frontiers in Plant Science, 13, 1007936. https://doi.org/10.3389/fpls.2022.1007936
Qiu, X. M., Sun, Y. Y., Ye, X. Y., & Li, Z. G. (2020). Signaling role of glutamate in plants. Frontiers In Plant Science, 10, 1743. https://doi.org/10.3389/fpls.2019.01743
Ghasemkhani, M. (2015a). Resistance against fruit tree canker in apple. Acta Universitatis Agriculturae Sueciae, 2015, 77. https://res.slu.se/id/publ/77464
Ghasemkhani, M. (2024). Evaluation of resistance to fruit tree canker caused by Neonectria ditissima in apple cultivars. Research in Pomology, 9(1). https://rip.urmia.ac.ir/article_121593.html?lang=en
Ghasemkhani, M., Liljeroth, E., Sehic, J., Zborowska, A., & Nybom, H. (2015b). Cut-off shoots method for estimation of partial resistance in apple cultivars to fruit tree canker caused by Neonectria ditissima. Acta Agriculturae Scandinavica, Section B-Soil & Plant Science, 65(5), 412-421. https://doi.org/10.1080/09064710.2015.1016101
Ghasemkhanni, M., & Nybom, H. (2024). Identification of genes associated with tolerance to apple canker by genome-wide transcriptome analysis. Agricultural Biotechnology Journal, 16(2), 131-152. 10.22103/jab.2024.22780.1543
Gómez-Cortecero, A. (2019). The molecular basis of pathogenicity of Neonectria ditissima. Doctoral dissertation. University of Reading, Reading, UK.
Gong, P., Kang, J., Sadeghnezhad, E., Bao, R., Ge, M., Zhuge, Y., Shangguan, L. and Fang, J., 2022. Transcriptional profiling of resistant and susceptible cultivars of grapevine (Vitis L.) reveals hypersensitive responses to Plasmopara viticola. Frontiers in Microbiology, 13, 846504. https://doi.org/10.3389/fmicb.2022.846504
Karlström, A., Gómez-Cortecero, A., Connell, J., Nellist, C. F., Ordidge, M., Dunwell, J. M., & Harrison, R. J. (2024). Transcriptome analysis reveals candidate genes and provides insights in resistance to European canker in apple. Research Square, 1, 1-34. https://doi.org/10.21203/rs.3.rs-4423688/v1
Karlström, A., Gómez-Cortecero, A., Nellist, C. F., Ordidge, M., Dunwell, J. M., & Harrison, R. J. (2022). Identification of novel genetic regions associated with resistance to European canker in apple. BMC Plant Biology, 22(1), 452. https://doi.org/10.1186/s12870-022-03833-0
Kaur, S., Samota, M. K., Choudhary, M., Choudhary, M., Pandey, A. K., Sharma, A., & Thakur, J. (2022). How do plants defend themselves against pathogens-Biochemical mechanisms and genetic interventions. Physiology and Molecular Biology of Plants, 28(2), 485-504. DOI: 10.1007/s12298-022-01146-y
Kusch, S., & Panstruga, R. (2017). mlo-based resistance: an apparently universal “weapon” to defeat powdery mildew disease. Molecular Plant-Microbe Interactions, 30(3), 179-189. https://doi.org/10.1094/MPMI-12-16-0255-CR
Liu, X., Li, X., Wen, X., Zhang, Y., Ding, Y., Zhang, Y., Gao, B. & Zhang, D. (2021). PacBio full-length transcriptome of wild apple (Malus sieversii) provides insights into canker disease dynamic response. BMC Genomics, 22(1), 52. https://doi.org/10.1186/s12864-021-07366-y
Pessina, S., Angeli, D., Martens, S., Visser, R. G., Bai, Y., Salamini, F., Velasco, R., Schouten, H. J., & Malnoy, M. (2016). The knock‐down of the expression of MdMLO19 reduces susceptibility to powdery mildew (Podosphaera leucotricha) in apple (Malus domestica). Plant Biotechnology Journal, 14(10), 2033-2044. https://doi.org/10.1111/pbi.12562
Weber, R. W. S. (2014). Biology and control of the apple canker fungus Neonectria ditissima (syn. N. galligena) from a Northwestern European perspective. Erwerbs-Obstbau, 56(3), 95-107. https://doi.org/10.1007/s10341-014-0210-x
Wenneker, M., Goedhart, P. W., Van der Steeg, P., Van de Weg, W. E., & Schouten, H. J. (2017). Methods for the quantification of resistance of apple genotypes to European fruit tree canker caused by Neonectria ditissima. Plant Disease, 101(12), 2012-2019. https://doi.org/10.1094/PDIS-04-17-0576-RE | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 161 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 135 |
||