نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار گروه زیست شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه شهید مدنی آذربایجان، تبریز، ایران

2 استاد گروه بهنژادی و بیوتکنولوژی گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

3 دانش آموخته گروه بهنژادی و بیوتکنولوژی گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

4 استاد گروه به نژادی و بیوتکنولوژی گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

چکیده

شوری یکی از عوامل اصلی محدود کننده تولید محصولات کشاورزی محسوب می‌شود. مطالعات مختلف نشان دهنده تغییر بیان ژن‌ها در نتیجه تغییرات فراژنتیکی تحت تنش‌های غیر زیستی است. در این مطالعه، از تکنیک CRED-RA برای بررسی تغییرات الگوی متیله شدن توالی‌های CCGG در ساقه و ریشه درقم جو Sahara3771 (متحمل به تنش شوری) و Clipper (حساس به تنش شوری) تحت دو تیمار صفر و 100 میلی مولار NaCl استفاده شد. نمونه‌های برگ و ریشه جهت استخراجDNA ، 24 ساعت، سه هفته و پنج هفته پس از اعمال شوری برداشت شد. تحت تیمار شوری در بخش هوایی Sahara3771 در مقایسه با تیمار شاهد، 2/26% جایگاه‌ها متیله و 86/15% آن‌ها متیل‌زدایی شدند. در ریشه آن نیز 74/7% و 38/9% از جایگاه‌ها به ترتیب افزایش و کاهش سطح متیله شدن تحت تیمار شوری در مقایسه با شاهد داشتند. در بخش هوایی Clipper 02/17% و 74/11% جایگاه‌ها تحت تیمار شوری به ترتیب افزایش و کاهش سطح متیله شدن در مقایسه با تیمار شاهد داشتند. در ریشه این ژنوتیپ نیز مقادیر افزایش و کاهش سطح متیله شدن تحت تیمار شوری به ترتیب 67/10% و 5/7% بود. در مجموع تعداد جایگاه‌های بدون تغییر در بخش هوایی بیشتر از ریشه بود. همچنین تعداد جایگاه بدون تغییر در بخش هوایی Clipper بیشتر از Sahara3771 بود. نتایج نشان دادند که تغییرات الگوی متیله شدن می‌تواند یکی از فاکتورهای کلیدی دخیل در تحمل بیشتر به شوری در جو باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

DNA methylation Pattern in shoot and root of barley under salinity stress

نویسندگان [English]

  • Sara Ghaffarian 1
  • Seyad Abolghasem Mohammadi 2
  • Samira Hamian 3
  • Mohammad Moghadam Vahed 4
  • Mahmoud Toorchi 4
  • Ali Bandehagh 4

1 Assistant Professor of Biology Department, Faculty of Natural Science, Azarbaijan Shahid Madani University, Tabriz , Iran

2 Professor of Plant Breeding and Biotechnology Department, Faculty of Agriculture, Tabriz university, Tabriz, Iran

3 3. Graduated of Plant Breeding and Biotechnology Department, Faculty of Agriculture, Tabriz university, Tabriz, Iran

4 Professor of Department of Plant Breeding and Biotechnology, Faculty of Agriculture, University of Tabriz, Tabriz, Iran

چکیده [English]

Salinity is one of the most crucial factors, which inhibits crop production. A large number of evidence reveal that epigenetic mechanisms modulate the gene expression in plants under abiotic stresses. Obviously, by understanding epigenetic regulation of plant growth and response to stresses, a heritable variation could be develop for crop breeding. In this study the DNA methylation alteration under salt stress analyzed in two barley cultivars differing in salt tolerance, namely Sahara3771 and Clipper. Coupled Restriction Enzyme Digestion-Random Amplification (CRED-RA) was utilized to detect CCGG sequence methylation alternation in shoot and root of the plants growing under o and 100 mM NaCl treatment. Leaf and root samples for DNA extraction were harvested 24 hours, 3 weeks, and 5 weeks after salt treatment. The results revealed that under salinity stress in shoot of Sahara3771 26.20% and 15.86% of sites were hypermethylated and demethylated respectively compared to control. Average number of hyper and demethylated sites in root of Sahara3771 were 74.7% and 38.9% respectively. In shoot of Clipper 17.02% of sites was hypermethylated and 11.74% of them demethylated. Average number of hyper and demethylated sites in root of Clipper were 67.10% and 5.7% respectively. Totally, number of methyl-changed sites in shoots was higher than roots in both genotype. In addition, number of methyl-unchanged sites in shoot of Sahara3771 was higher than Clipper. These results revealed that alteration of DNA methylation in plants could be a key factor in adaptation and toleration of plants to salinity.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Barley
  • salinity stress
  • Methylation pattern
  • CRED-RA