شناسایی تعدادی از ژن های با الگوی بیان متفاوت بین ارقام مقاوم و حساس گندم در پاسخ به تنش خشکی با استفاده از روش متاآنالیز

گندم از مهمترین منابع غذایی بشر می باشد که در تولید این محصول، تنش های غیرزیستی مانند خشکی، شوری، دما و غیره دخیل می باشند. از این رو شناسایی و ارزیابی ژن های دخیل در مقاومت به تنش ها در این گیاه از اهمیت بالایی برخوردار است. این تحقیق با هدف شناسایی ژن های پاسخ دهنده به خشکی و بررسی تفاوت بیان آنها در گندم حساس و مقاوم به خشکی، انجام شد.

از بین داده های موجود در سایت NCBI GEO در سال 2018 داده های ریزآرایه مورد نظر جمع آوری شدند. کتابخانه های تهیه شده دارای ارقام مقاوم و حساس به خشکی، تحت دو شرایط تنش و کنترل بودند. با استفاده از متاآنالیز، ژن های تغییر بیان یافته تحت شرایط تنش برای هر گروه از ارقام شناسایی شد. از ژن های تغییر بیان یافته معنی دار شناسایی شده، ژن دیوکسی ژنز کاهش دهنده شبه پروتئین aci (ARD) برای تایید آزمایشگاهی مورد ارزیابی قرار گرفت. نمونه برداری از برگ ها در مرحله 4 برگی و در سه زمان 2، 4 و 7 روز بعد از اعمال تنش همراه با نمونه ی کنترل، با سه تکرار بیولوژیکی انجام گرفت. استخراج RNA از نمونه های برگی با استفاده از محلول استخراج RNxTM-plus و واکنش Real time PCR با استفاده از آغازگرهای اختصاصی ژن ARD انجام گرفت.

در بین پروب های تغییر بیان یافته، به ترتیب 658 و 1561پروب ایدی به طور اختصاصی در ارقام مقاوم و حساس، در شرایط تنش افزایش بیان داشتند. ژن های فاکتورهای رونویسی Myb3، ethylene responsive 5a، MIKC-type MADS-boxWM24B و salinity inducible ERF4 در ارقام مقاوم و فاکتورهای رونویسی WRKY15 ، MADS-box TaAGL8، WRKY39 و Myb در ارقام حساس دارای افزایش بیان معنی داری بودند. با کمک متاآنالیز ژن ها و فاکتورهای رونویسی، با بیان متفاوت بین ارقام حساس و مقاوم گندم شناسایی شدند و از این نتایج، می توان برای شناسایی ارقام مقاوم و حساس گندم نسبت به تنش خشکی استفاده کرد. نتایج Real time PCR ژن ARD برای 2 رقم گندم مقاوم به خشکی 6o4 و رقم حساس به تنش خشکی Sundor همسو با نتایج متاآنالیز انجام شده بود و نتیجه ی متاآنالیز را تایید کرد.  

با توجه به بررسی رفتار بیانی این ژن و دیگر نتایج بدست آمده متاآنالیز در این مطالعه ، می توان گامی موثر در پیش بینی مقاومت و حساسیت به خشکی در ارقام مختلف گندم برداشت.