
تعداد نشریات | 21 |
تعداد شمارهها | 301 |
تعداد مقالات | 3,173 |
تعداد مشاهده مقاله | 3,211,894 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 2,380,330 |
بررسی بیان ژنهای مایوزین تحت تنش خشکی در برگ و غده سیبزمینی | ||
تنشهای محیطی در علوم زراعی | ||
مقاله 4، دوره 16، شماره 4، دی 1402، صفحه 919-929 اصل مقاله (796.34 K) | ||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22077/escs.2023.5171.2114 | ||
نویسندگان | ||
عباس سعیدی* ؛ زهرا حاجی برات | ||
گروه علوم و زیستفناوری گیاهی، دانشکده علوم زیستی و بیوتکنولوژی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران | ||
چکیده | ||
سیبزمینی یکی از اقتصادیترین محصولات زراعی است که در مناطق مختلف جهان کشت شده و مورد مصرف بشر قرار میگیرد. تنش خشکی حفظ ساختار و یکپارچگی غشاهای بیولوژیک را تحت تاثیر قرار میدهد. در سلولهای گیاهی، جابجایی اندامکها، موقعیت و ارتباطات برای حفظ عملکرد سلولی حیاتی است و توسط نقل و انتقالات داخل سلولی تنظیم میشوند. حرکت جهتدار پروتئینهای حرکتی در امتداد اسکلت سلولی یکی از تنظیمکنندههای کلیدی نقل و انتقالات در درونسلول میباشد. مایوزینها دستهای از پروتئینها هستند که از توانایی جابجایی درون و بینسلولی برخوردارند و امکان ترمیم نواحی غشایی آسیبدیده تحت تنش خشکی را در گیاهان امکانپذیر میکنند. اکثر گیاهان یک سیستم اکتین-مایوزین منحصر به فرد را برای انتقال درونسلولی ایجاد کردهاند. اما مطالعات کمی بر روی خانواده ژنی مایوزین در گیاهان مخصوصا در سیبزمینی انجام شدهاست. در این مطالعه با استفاده از برنامههای بیوانفورماتیک، ژنهای مایوزین در گیاه سیبزمینی شناسایی شد. در این راستا، الگوی بیان دو ژن مایوزین (StMyoXI-F و StMyoXI-B) در اندامهای مختلف (ریشه، ساقه، برگ و غده) با روش Real-time PCR بررسی شد. بیان ژن StMyoXI-F در برگ و غده تحت تنش خشکی بترتیب افزایش معنیدار 6 و 8 برابری را نسبت به شرایط کنترل نشان داد. ژن StMyoXI-F تحت شرایط کنترل در برگ و ساقه به میزان 4 و 3 برابر افزایش بیان نسبت به ژن مرجع نشان داد. بیان نسبی ژن StMyoXI-B در برگ و ساقه تحت شرایط بدون تنش حدود 5 و 10 برابر افزایش نسبت به ژن مرجع نشان داد. براساس نتایج بدستآمده به نظر میرسد که این دو ژن احتمالا در توسعه ساقه تاثیر زیادی نداشته ولی در توسعه ریشه، برگ و غده تاثیر زیادی داشته اند. بدین منظور این دو ژن مایوزین میتوانند کاندیدای مناسبی برای اصلاح و دستورزی گیاهان در افزایش عملکرد سیبزمینی تحت تنش خشکی باشند. | ||
کلیدواژهها | ||
اسکلت سیتوپلاسمی؛ اکتین؛ بیوانفورماتیک؛ غده؛ فیلوژنی | ||
مراجع | ||
Avisar, D., Prokhnevsky, A. I., Makarova, K. S., Koonin, E.V., Dolja, V.V., 2008. Myosin XI-K is required for rapid trafficking of Golgi stacks, peroxisomes, and mitochondria in leaf cells of Nicotiana benthamiana. Plant Physiology. 146, 1098-1108. Camire, M.E., Kubow, S., Donnelly, D.J., 2009. Potatoes and human health. Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 49, 823-840. Foti, S., Mauromicale, G., Ierna, A., 1995. Influence of irrigation regimes on growth and yield of potato cv. Spunta. Potato research. 38, 307-317. George, B.A., 2011. Stress effects on Myosin mutant root length in Arabidopsis thaliana. MSc dissertation, Faculty of University of Tennessee, Knoxville Knoxville, Tennessee, United States Ghosh, D., Xu, J., 2014. Abiotic stress responses in plant roots: a proteomics perspective. Frontiers in Plant Science. 5, 1-13 Hajibarat, Z., Saidi, A., Hajibarat, Z., 2018. Bioinformatics analysis of MADS-box in Brachypodium distachyon. Crop Biotechnology. 8, 1-15. [In Persian with Wnglish summary]. Hajibarat, Z., Saidi, A., Zeinalabedini, M., Gorji, A.M., Ghaffari, M.R., Shariati, V., Ahmadvand, R., 2022. Genome-wide identification of StU-box gene family and assessment of their expression in developmental stages of Solanum tuberosum. Journal of Genetic Engineering and Biotechnology. 20, 1-21. Haraguchi, T., Ito, K., Duan, Z., Rula, S., Takahashi, K., Shibuya, Y., Hagino, N., Miyatake, Y., Nakano, A., Tominaga, M., 2018. Functional diversity of class XI myosins in Arabidopsis thaliana. Plant and Cell Physiology. 59, 2268-2277. Haraguchi, T., Tamanaha, M., Suzuki, K., Yoshimura, K., Imi, T., Tominaga, M., Sakayama, H., Nishiyama, T., Murata, T., Ito, K., 2022. Discovery of ultrafast myosin, its amino acid sequence, and structural features. Proceedings of the National Academy of Sciences. 119, 2120962119. Haraguchi, T., Tominaga, M., Matsumoto, R., Sato, K., Nakano, A., Yamamoto, K., Ito, K., 2014. Molecular characterization and subcellular localization of Arabidopsis class VIII Myosin, ATM1. Journal of Biological Chemistry. 289, 12343-12355. Hasanpanah, D., Nikshad, k., Hasani, M., Aghazadeh, B., 2003. Potato in Ardabil Province, Ardabil Agriculture Jihad Organization. 64p. [In Persian]. Jiang, S., Ramachandran, S., 2004. Identification and molecular characterization of myosin gene family in Oryza sativa genome. Plant and Cell Physiology. 45, 590-599. Lee, Y.R.J., Liu, B., 2004. Cytoskeletal motors in Arabidopsis: sixty-one kinesins and seventeen myosins. Plant Physiology. 136, 3877–3883. Li, F., Fan, G., Lu, C., Xiao, G., Zou, C., Kohel, R.J., Ma, Z., Shang, H., Ma, X., Wu, J., Liang, X., 2015. Genome sequence of cultivated Upland cotton (Gossypium hirsutum TM-1) provides insights into genome evolution. Nature Biotechnology. 33, 524-530. Livak, K.J., Schmittgen, T.D., 2001. Analysis of relative gene expression data using real-time quantitative PCR and the 2−ΔΔCT method. Methods. 25, 402-408. Ma, C., Zhao, Z., Wang, N., Azhar, M.T., Du, X., 2020. Genome-wide identification and comparative analysis of myosin gene family in four major cotton species. Genes. 11. 731. Mane, S.P., Robinet, C.V., Ulanov, A., Schafleitner, R., Tincopa, L., Gaudin, A., Nomberto, G., Alvarado, C., Solis, C., Bolivar, L.A., Blas, R., 2008. Molecular and physiological adaptation to prolonged drought stress in the leaves of two Andean potato genotypes. Functional Plant Biology. 35, 669-688. Natesan, S.K.A., Sullivan, J.A. and Gray, J.C., 2009. Myosin XI is required for actinassociated movement of plastid stromules. Molecular Plant. 2, 1262–1272. Nebenführ, A., Dixit, R., 2018. Kinesins and myosins: molecular motors that coordinate cellular functions in plants. Annual Review of Plant Biology. 69, 329-361. Ojangu, E.L., Järve, K., Paves, H. and Truve, E., 2007. Arabidopsis thaliana myosin XIK is involved in root hair as well as trichome morphogenesis on stems and leaves. Protoplasma. 230, 193–202 Peremyslov, V.V., Prokhnevsky, A.I., Dolja, V.V., 2010. Class XI myosins are required for development, cell expansion, and F-actin organization in Arabidopsis. Plant Cell. 22, 1883–1897 Peremyslov, V.V., Cole, R.A., Fowler, J.E., Dolja, V.V., 2015. Myosin-powered membrane compartment drives cytoplasmic streaming, cell expansion and plant development. PloS One. 10, 1-19. Peremyslov, V.V., Prokhnevsky, A.I., Dolja, V.V., 2010. Class XI myosins are required for development, cell expansion, and F-Actin organization in Arabidopsis. The Plant Cell. 22, 1883-1897. Peremyslov, V.V., Mockler, T.C., Filichkin, S.A., Fox, S.E., Jaiswal, P., Makarova, K.S., Koonin, E.V. and Dolja, V.V., 2011. Expression, splicing, and evolution of the myosin gene family in plants. Plant Physiology. 155, 1191-1204. Peremyslov, V.V., Prokhnevsky, A.I., Avisar, D., Dolja, V.V., 2008a. Two class XI myosins function in organelle trafficking and root hair development in Arabidopsis. Plant Physiology. 146, 1109-1116. Prokhnevsky, A.I., Peremyslov, V.V., Dolja, V.V., 2008. Overlapping functions of the four class XI myosins in Arabidopsis growth, root hair elongation, and organelle motility. Proceedings of the National Academy of Sciences. 105, 19744-19749. Reddy, A.S., Day, I.S., 2001. Analysis of the myosins encoded in the recently completed Arabidopsis thaliana genome sequence. Genome Biology. 2, 1-19. Saidi, A., Hajibarat, Z., 2020. In-silico analysis of eukaryotic translation initiation factors (eIFs) in response to environmental stresses in rice (Oryza sativa). Biologia. 75, 731-1738. Sattarzadeh, A., Krahmer, J., Germain, A.D., Hanson, M.R., 2009. A myosin XI tail domain homologous to the yeast myosin vacuole-binding domain interacts with plastids and stromules in Nicotiana benthamiana. Molecular Plant. 2, 1351-1358. Shimmen, T., Yokota, E., 2004. Cytoplasmic streaming in plants. Current Opinion in Cell Biology. 16, 68-72. Sparkes, I.A., Teanby, N.A., Hawes, C., 2008. Truncated myosin XI tail fusions inhibit peroxisome, golgi, and mitochondrial movement in tobacco leaf epidermal cells: a genetic tool for the next generation. Journal of Experimental Botnay. 59, 2499–2512 Sparkes, I.A., 2010. Motoring around the plant cell: insights from plant myosins. Biochemical Society Transactions. 38, 833-838. Syamaladevi, D.P., Spudich, J.A., Sowdhamini, R., 2012. Structural and functional insights on the Myosin superfamily. Bioinformatics and biology insights, 6. S8451. Tingler, M., Kurz, S., Maerker, M., Ott, T., Fuhl, F., Schweickert, A., LeBlanc-Straceski, J.M., Noselli, S., Blum, M., 2018. A conserved role of the unconventional myosin 1d in laterality determination. Current Biology. 28, 810-816. Titus, M.A., 2018. Myosin-driven intracellular transport. Harbor Laboratory Press. Minnesota pp.10. https://dx.doi.org/0.1101/cshperspect.a021972 Ueda, H., Yokota, E., Kutsuna, N., Shimada, T., Tamura, K., Shimmen, T., Hasezawa, S., Dolja, V.V., Hara-Nishimura, I., 2010. Myosin-dependent endoplasmic reticulum motility and F-actin organization in plant cells. Proceedings of the National Academy of Sciences. 107, 6894-6899. Vidali, L., Burkart, G.M., Augustine, R.C., Kerdavid, E., Tüzel, E., Bezanilla, M., 2010. Myosin XI is essential for tip growth in Physcomitrella patens. The Plant Cell. 22, 1868-1882. Wang, G., Zhong, M., Wang, J., Zhang, J., Tang, Y., Wang, G., Song, R., 2014. Genome-wide identification, splicing, and expression analysis of the myosin gene family in maize (Zea mays). Journal of experimental botany. 65, 923-938. Wu, S.Z., Ritchie, J.A., Pan, A.H., Quatrano, R.S., Bezanilla, M., 2011. Myosin VIII regulates protonemal patterning and developmental timing in the moss Physcomitrella patens. Molecular Plant. 4, 909-921.
| ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 645 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 293 |