نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری اصلاح نباتات، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری

2 استاد گروه مهندسی ژنتیک و بیولوژی، پژوهشکده ژنتیک و زیست‌فناوری کشاورزی طبرستان، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری

3 دانشیار گروه بیوتکنولوژی و به‎نژادی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری

4 استادیار گروه مهندسی ژنتیک و بیولوژی، پژوهشکده ژنتیک و زیست فناوری کشاورزی طبرستان، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری.

چکیده

پروتئین‌های NAC (NAM، ATAF1-2 و CUC2)، فاکتورهای رونویسی مختص گیاهان هستند و در فرآیند مختلف نمو گیاهان و پاسخ به تنش‌ها نقش دارند. در این مطالعه، 68 ژن NAC در گیاه Aeluropus littoralis به‌عنوان گیاه هالوفیت متعلق به خانواده Poaceae شناسایی شدند. با تجزیه و تحلیل عناصر تنظیمی سیس در نواحی پروموتر ژن‌های AlNAC، بسیاری از عناصر مرتبط با رشد و نمو، فیتوهورمون‌ها و دفاع در برابر تنش‌ها یافت شدند. از جمله عناصر پاسخگو به هورمون‌ها می‌توان به P-box، TCA element، موتیف‌های CGTCA و TGACG، TGA-element، ERE و ABRE اشاره نمود که به‌ترتیب در پاسخگویی به جیبرلیک‌اسید، سالیسیلیک‌اسید، جاسمونیک‌اسید، اکسین، اتیلن و آبسیزیک‌اسید نقش دارند. برای عناصر پاسخگو به تنش می‌توان TC-rich repeats، ARE، MBS، LTR و W box را ذکر نمود که به‌ترتیب مرتبط با دفاع و تنش، القای بی‌هوازی، القای خشکی، القای دمای پایین و تنش آسیب‌های مکانیکی می‌باشند. انواع مختلف عناصر تنظیمی سیس در پروموتر ژن‌های AlNAC و تنوع در فاکتورهای رونویسی که به این عناصر متصل می‌شوند، حاکی از نقش‌ مهم این ژن‌ها در نمو گیاه و دفاع در برابر تنش‌ها می‌باشند. با تجزیه و تحلیل بیان ژن کاندید AlNAC32 با استفاده از RT-qPCR مشخص شد که این ژن تحت تنش‌های شوری، خشکی و ABA، در بافت‌های برگ، ساقه و ریشه، افزایش بیان نشان می‌دهد که بیانگر نقش این ژن در تحمل به چندین تنش غیرزیستی می‌باشد. این یافته‌ها اطلاعات ارزشمندی جهت تحقیقات بیشتر در مورد عملکرد و کاربرد ژن‌های AlNAC در رشد و سازگاری به تنش در A. littoralis فراهم آورده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Abiotic stress-related Cis-elements analysis in promoters of Aeluropus littoralis NAC genes

نویسندگان [English]

  • Samira Mohammadi 1
  • Ghorbanali Nematzadeh 2
  • Hamid Najafi Zarrini 3
  • seyedhamidreza Hashemi-petroudi 4

1 PhD student of Plant Breeding, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University (SANRU)

2 Department of Genetic Engineering and Biology, Genetics and Agricultural Biotechnology Institute of Tabarestan (GABIT), Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University

3 Department of Biotechnology and breeding, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University (SANRU)

4 Genetic engineering and biology department, Genetic and Agricultural Biotechnology Institute of Tabarestan (GABIT), Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University (SANRU) Sari, Iran, P. O. Box 578

چکیده [English]

NAC (NAM, ATAF1/2, and CUC2) proteins are the plant-specific transcription factors (TFs) that play roles in diverse developmental processes and stress responses. In the present study, a total of 68 NAC genes were identified in Aeluropus littoralis, a salt secreting halophytic grass, belongs to family Poaceae. By analysis of cis regulatory elements of AlNAC genes promoter, many cis-acting regulatory elements related to growth and development, phytohormone and stresses defense were found in the promoter of AlNAC genes. These hormone-responsive elements, include P-box, TCA element, CGTCA-motif and TGACG-motif, TGA-element, ERE and ABRE, which were associated with gibberellic acid, salicylic acid, jasmonic acid, Auxin, ethylene and abscisic acid response, respectively. For stress responsive elements, TC-rich repeats, ARE, MBS, LTR; and W box, can be noted which are related to defense and stress, anaerobic induction, drought inducibility, low-temperature inducibility, and wound stress, respectively. The different types of cis regulatory elements in the promoter of AlNAC genes and the variability in transcription factors associated with these regulatory elements indicates the important role of these genes in plant development and defense against stress. By analyzing AlNAC32 candidate gene expression using RT-qPCR it was revealed that AlNAC32 was up-regulated under salt, drought and ABA phytohormone stresses in leaf, stem and root tissues, implying its role in multiple abiotic stresses tolerance. These findings provided valuable information for further research on the functions and applications of AlNACs in A. littoralis growth and adaptation to stress.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Aeluropus littoralis
  • Gene expression pattern
  • Gene family
  • Halophyte
  • Transcription factor