جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه "defense response" در نشریات گروه "بیوتکنولوژی و ژنتیک گیاهی"
تکرار جستجوی کلیدواژه «defense response» در نشریات گروه «کشاورزی»-
هدف
یکی از مخرب ترین بیماری های درختان میوه، بیماری شانکر اروپایی با عامل قارچ بیماری زای Neonectria ditissima، در کشورهای تولید کننده سیب با هوای خنک می باشد. از آنجایی که کنترل این بیماری به دلیل حضور قارچ بیماری زا در طول کل سال دشوار است، این تحقیق به منظور بررسی الگوی بیان ژن های پاسخ دهنده به این عامل بیماری زا در سیب انجام شد که می تواند درک بهتر از تعامل بین میزبان و پاتوژن در جهت بهبود استراتژی های مدیریتی فراهم کند.
مواد و روش هابدین منظور رقم نیمه مقاوم سیب ("جاناتان"، منشا نیویورک) با سوسپانسیون قارچ تلقیح داده شد و نمونه های شاهد و تلقیح داده شده برای استخراج RNA و توالی یابی در سه نقطه زمانی 5، 15 و 30 روز پس از تلقیح برداشت شدند. پس از کنترل کیفی و کمی RNA کل استخراج شده، توالی یابی کل ژنوم به صورت دو سویه توسط شرکت ایلومینا و دستگاه توالی یاب Hiseq2000 انجام شد. کنترل کیفیت داده ها توسط نرم افزارFastQC صورت پذیرفت. سپس خوانش ها با استفاده از نرم افزارTopHat2 با ژنوم مرجع سیب نقشه یابی شدند. نرمال سازی و تجزیه و تحلیل ژن های با بیان متفاوت با نرم افزار DESeq2 و آنالیز غنی سازی مسیرهای DEGs با نرم افزار KEGG انجام شد.
یافته هاتجزیه و تحلیل های غنی سازی GO و KEGG در ژن های دارای بیان افتراقی (Differentially expressed genes, DEGs) ، تعدادی ژن مرتبط با پاسخ دفاعی را شناسایی نمود. در رقم سیب تلقیح شده با N. ditissima، تغییرات قابل توجهی در ژن های مرتبط با دفاع و ژن های دخیل در سم زدایی، پراکسیداز و متابولیسم فنیل پروپانوئید مشاهده شد. بالاترین سطح بیان ژن های مرتبط با دفاع، 30 روز پس از تلقیح با N. ditissima دیده شد. این موضوع می تواند بیانگر این باشد که پاتوژن برای ایجاد آلودگی نیاز به زمان دارد و به سرعت نمی تواند در بافت گیاه گسترش پیدا کند.
نتیجه گیریژن های شناسایی شده درگیر در بیماری زایی N. ditissima دخیل در لیگنین شدن، سم زدایی، فسفوریلاسیون و دفاع پاتوژن بوده و منبعی ارزشمند در تحقیقات ژنتیکی هستند و به ما این امکان را می دهد تا تعامل پاتوژن با گیاه میزبان را بهتر درک کنیم و می توانند در برنامه های اصلاحی کنترل این بیماری مورد استفاده قرار گیرند.
کلید واژگان: پاسخ دفاعی, توالی یابی نسل جدید, RNA-Seq, Malus × DomesticaObjectiveNeonectria ditissima, the causal agent of fruit tree canker, is one of most destructive diseases of apple trees in producing countries with cool weather. Since it is difficult to control this disease due to the presence of the pathogenic fungus throughout the year, for better understanding of this host–pathogen interaction in order to improve management strategies, a transcriptional analysis of apple gene expression in response to N. ditissima was conducted.
Materials and methodsIn the present study, we evaluated transcriptome responses to N. ditissima by selecting the partially resistant cultivar “Jonathan”. The leaf scars of apple trees were artificially inoculated with suspension of N. ditissima and water as control. Then the samples were taken for RNA extraction at three different time points, 5, 15, and 30 days after inoculation. The quality and quantity of the extracted RNA were checked and total RNA was sequenced using Illumina paired-end sequencing and Hiseq2000 sequencer. The quality of the sequence data was done by FastQC software. Then the reads were mapped to apple reference genome by TopHat2 software. Normalization and differential expression analysis of genes were performed with DESeq2. Enrichment analysis of DEGs pathways was done through KEGG software.
ResultsBased on GO enrichment and KEGG pathway analyses, it was found that some of the defense response genes were differentially expressed between control and treatment groups. The data provides evidence that apple cultivars inoculated with N. ditissima exhibit significant upregulation of defense-related genes and genes involved in detoxification, peroxidase related reactions, phenylpropanoid metabolism. The highest expression level of genes related to defense was observed 30 days after inoculation. It shows that the pathogen needs time to cause infection and cannot spread quickly in the plant tissue.
ConclusionIdentification of candidate genes involved in pathogenicity of N. ditissima are involved in lignification, detoxification, phosphorylation and pathogen defense. They are a valuable resource in genetic research and allow us to better understand interaction of fungus and the apple defense system, and may assists in apple canker breeding programs.
Keywords: Defense Response, Next-Generation Sequencing (NGS), Malus × Domestica, RNA-Seq -
هدف
ویروس پیچیدگی بوته چغندرقند ایران (BCTIV) یکی از ویروس های مخرب در ایران است که سالانه خسارت قابل توجهی به صنعت کشاورزی کشور وارد می سازد. BCTIV دارای ژنوم دی ان ای تک لای حلقوی است که پنج چارچوب خوانش باز شامل V1، V2 و V3 بر روی رشته ژنومی، و C1 و C2 برروی رشته مکمل ژنومی دارد. چارچوب خوانش باز V2 علاوه بر نقش داشتن در همانندسازی و بروز نشانه های بیماری، به عنوان یک سرکوب گر خاموشی فعال است و با تداخل در این مسیر دفاعی گیاه، منجر به پیدایش بیماری می شود. این پژوهش با هدف تعیین ویژگی های تکاملی و ساختار ژنتیکی V2 در میان جدایه های مختلف BCTIV انجام گرفت.
مواد و روش هاتعداد 31 توالی نوکلیوتیدی V2 متعلق به جدایه های مختلف BCTIV از بانک ژن استخراج و مورد واکاوی قرار گرفت، بدین ترتیب که ابتدا همردیف سازی توالی نوکلیوتیدی انجام شد و سپس درخت تبارزایی ترسیم گردید. واکاوی چندشکلی نوکلیوتیدی در بین توالی ها تعیین گردید و وقوع چندشکلی واردسازی-حذف (InDel) در بین توالی ها مورد بررسی قرار گرفت. نرخ های جایگزینی نامترادف (dN) و مترادف (dS) و نسبت dN/dS به منظور بررسی فشار انتخاب طبیعی بر روی توالی های نوکلیوتیدی و رمز-های V2 محاسبه گردید. واکاوی آنتروپی نیز برای بررسی تغییرات احتمالی در جایگاه های نوکلیوتیدی انجام گرفت.
نتایجبر اساس میزبان و محل جغرافیایی، توالی های V2 در خوشه های مختلفی از درخت فیلوژنتیکی قرار گرفتند. واکاوی چندشکلی نوکلیوتیدی منجر به شناسایی تعداد 20 هاپلوتیپ در بین توالی ها شد و تعداد 94 جایگاه چندشکلی با تنوع هاپلوتیپی و نوکلیوتیدی به ترتیب برابر با 963/0 و 06517/0 محاسبه گردید. میانگین تعداد تفاوت های نوکلیوتیدی نیز 463/23 بود. چندشکلی InDel در بین توالی ها مشاهده نشد و نرخ های dN و dS نیز در مورد توالی های به ترتیب 60699/0- و 03020/0 محاسبه شد که هردو معنی دار نبودند. همچنین نسبت dN/dS نیز برابر 10201/20- بود و تعداد 34 و 26 جایگاه در بین رمز ها به ترتیب مقدار منفی و مثبتی از این نسبت را نشان دادند. همچنین، 9 رویداد نوترکیبی در موقعیت های نوکلیوتیدی مختلف مشاهده گردید. نتایج واکاوی آنتروپی نیز نشان داد که جایگاه نوکلیوتیدی 247 با نرخ آنتروپی 93/0 بیشترین تغییرات را دارد.
نتیجه گیرینتایج پیشنهاد می کند که تنوع موجود در توالی نوکلیوتیدی V2 در جدایه های مختلف BCTIV، فعالیت سرکوب خاموشی ژن و شدت بیماری زایی ویروس را در میزبانان مختلف، تحت تاثیر قرار می دهد. بعلاوه، تغییرپذیری این بخش از ژنوم ویروس ممکن است در آینده منجر به افزایش دامنه میزبانی ویروس یا غلبه بر مقاومت ارقام گیاهی گردد.
کلید واژگان: آلودگی گیاه, پاسخ دفاعی, جمینی ویروس, خاموشی ژن, واکاوی نوکلئوتیدیObjectiveBeet curly top Iran virus (BCTIV) is a destructive virus causing damage to agriculture industry annually. BCTIV has a circular single-stranded DNA genome with five open reading frames (ORFs): V1, V2 and V3 on genomic strand, and C1 and C2 on complementary strand. V2 acts as a suppressor of silencing interfering with this defense pathway. This study was aimed to determine the evolutionary characteristics and genetic structure of V2 among different BCTIV isolates.
Materials and methodsTotal number of 31 BCTIV V2 nucleotide sequences were extracted from the GenBank and analyzed. The nucleotide sequence was aligned and the phylogenetic tree was drawn. Nucleotide polymorphism analysis was determined. Also, the occurrence of insertion-deletion polymorphism (InDel) was investigated. Nonsynonymous (dN) and synonymous (dS) substitution rates and dN/dS ratio were calculated in order to check the selection pressure on nucleotide sequences and V2 codons. Entropy analysis was also performed to investigate possible variations in nucleotide positions.
ResultsBased on the host and geographical location, V2 sequences were placed in different clusters of the phylogenetic tree. 20 haplotypes and 94 polymorphic loci was detected. Haplotype and nucleotide diversity was calculated as 0.963 and 0.06517, respectively. The mean nucleotide differences was 23.463. InDel polymorphism was not observed. The rates of dN and dS were calculated as -0.60699 and 0.03020, respectively, both of which were not significant. The dN/dS ratio was also -20.10201. Total number of 26 positions among the codons showed a positive value of dN/dS ratio, while 34 positions had a negative value. Also, at least 9 recombination events were observed. Entropy analysis showed that nucleotide position 247 has the most changes with an entropy rate of 0.93.
ConclusionsThe results suggest that the variation in the nucleotide sequence of BCTIV V2 can be effective in suppressing gene silencing and the pathogenicity of different isolates in different hosts. The variability of this part of the virus genome may in the future lead to an increase in the range of host range of the virus or to overcome the resistance of plant varieties.
Keywords: Defense response, Geminivirus, Gene silencing, Nucleotide analysis, Plant infection -
گونه های Phytophthora عامل بیماری های متعددی در گونه های گیاهی گیاهی هستندکه موجب افت عملکرد تولید در محصولات کشاورزی می شوند. علیرغم سال ها تلاش برای ایجاد گونه های مقاوم به Phytophthora، هیچ گزارشی از ارقام مقاوم خیار وجود ندارد. در این مطالعه اثر مصرف همزمان فسفیت پتاسیم (KPhi) و کیتوزان بر برخی از پاسخ های فیزیولوژیک و مولکولی گیاهان خیار تحت تیمار Phytophthora capsici مورد بررسی قرار گرفت. گیاهان خیار با غلظت های مختلفی از KPhi و کیتوزان تیمار و پس از آن با زئوسپورهای P. capsici تلقیح شدند و نمونه های برگی در دوره های زمانی متفاوت جمع آوری گردید. نتایج نشان داد فعالیت آنزیم گایاکول پراکسیداز (GPOD) بلافاصله در روز اول و دوم پس از تلقیح با پاتوژن افزایش یافته بطوری که بیشترین فعالیت را در گیاهان تیمار شده با فسفیت پتاسیم (4gr/1) بعد از گذشت دو روز از تلقیح نشان داد. در مقایسه با آنزیم گایاکول پراکسیداز، بیشترین فعالیت سوپراکسید دیسموتاز (SOD) در همان تیمار اما بعد از گذشت 5 روز از تلقیح مشاهده شد. بنابراین مشخص شد که فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدان در اثر تیمار با فسفیت پتاسیم یا کیتوزان به شدت تحت تاثیر قرار گرفته، درحالی که فعالیت آنها در گیاهان شاهد افزایش قابل ملاحظه ای نیافته است. تجزیه و تحلیل qPCR نشان داد که بیشترین افزایش بیان ژن گلوتاتیون پراکسیداز (GPX) گیاهان تیمار شده با فسفیت پتاسیم (4gr/1) و کیتوزان (200mg/1) بعد از گذشت 5 روز از انجام تلقیح با پاتوژن حاصل شده است. یافته های این مطالعه اطلاعات جدیدی در مورد مکانیسم های القاء فسفیت پتاسیم و کیتوزان ارائه میدهد که می تواند در کاهش شدت بیماری موثر باشد.کلید واژگان: القاگر مقاومت, خیار, فسفیت پتاسیم, کیتوزان, پاسخ دفاعیPhytophthora species are considered as the major cause of several plant diseases resulting in huge yield losses in agricultural crops. Despite years of effort to develop Phytophthora resistance varieties, there is no reports of a resistant cucumber variety. In this study, the effect of concomitant application of potassium phosphite (KPhi) and chitosan on some physiological and molecular responses of Phytophthora capsici-challenged cucumber plants were investigated. Cucumber plants were treated with KPhi and/or Chitosan at different concentrations and were then inoculated with zoospores of P. capsici and leaf samples were collected at different time courses. Results showed that Guaiacol peroxidase (GPOD) enzymatic activity surged immediately at first and second days after pathogen inoculation with a peak in plants treated with 4 gL-1 KPhi 2 days after inoculation. Compared to GPOD, the highest superoxide dismutase (SOD) activity was observed in the same treatment but later at 5 days after inoculation. It was indicated that the activity of antioxidant enzymes was greatly influenced by application of either KPhi or chitosan while their activity was not remarkably enhanced in control plants. qPCR analysis revealed that the highest increase in glutathione peroxidase (gpx) gene expression was achieved in plants concomitantly treated with 4 gL-1 KPhi and 200 mgL-1 chitosan 5 days after inoculation. The findings of this study provide novel information regarding inducing mechanisms of KPhi and chitosan which may be effective in mitigating disease severity.Keywords: Resistance inducer, Cucumber, potassium phosphite, Chitosan, Defense Response
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.