شناسایی ژن‌های پاسخگو به تنش‌های‌ غیر‌زیستی‌ پرتقال (.Citrus sinensis L) در خانواده ژنی پروتئین فسفاتاز 2C

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 گروه مهندسی ژنتیک و بیولوژی، پژوهشکده ژنتیک و زیست فناوری کشاورزی طبرستان، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری
2 دانش‌آموخته دکتری، گروه مهندسی باغبانی و فضای سبز، دانشکده تولید گیاهی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران
10.22034/jpr.2026.8604.3403
چکیده
پروتئین فسفاتاز تیپ 2C (PP2c) از یک خانواده‌ چند ژنی بزرگ بوده که عهده‌دار انتقال سیگنال‌های سرما، شوری و خشکی در سلول‌های گیاهی می‌باشد. با توجه به محدود بودن اطلاعات کارکردی این پروتئین در پرتقال، هدف از این تحقیق شناسایی و بررسی گستره ژنومی ‌خانواده ژنیCsPP2C در پاسخ به تنش‌های‌ غیر‌زیستی است. نتایج نشان داد که وزن مولکولی 62 پروتئین PP2C شناسایی شده در محدوده 25/9 الی 119/9 کیلو‌دالتون، محدوده pH ایزوالکتریک از اسیدی تا قلیایی، شاخص ناپایداری 30/80 الی 66/37 درصد، شاخص آلیفاتیک 43/68 الی 11/ 100 و GRAVY در محدوده 0/543- الی 0/067 متغیر بود. مطابق نقشه کروموزومی بالاترین تعداد ژن روی کروموزوم Ch1 وجود داشت. در بررسی ساختار ژنی، حدود 34 درصد ژن‌های CsPP2C دارای 4 اگزون، 24 درصد 5 اگزون و 13 درصد 6 اگزون بودند. بیشترین تنوع دمین در پروتئین CsPP2C13 مشاهده شد درحالیکه بیشترین تعداد موتیف متعلق به پروتئین‌های CsPP2C14 و CsPP2C15 بود. روابط فیلوژنتیکیCsPP2C با ژن‌های PP2C مرتبط با خشکی گیاهان آرابیدوپسیس و برنج در قالب سه گروه پروتئینی قرار گرفته و پروتئین‌های تنش خشکی پرتقال در گروه III طبقه‌بندی گردیدند. تجزیه و تحلیل الگوی بیانی ژن CsPP2Cs در پاسخ به تنش خشکی بخش‌های مختلف پرتقال بسیار متنوع بودند به‌طوری‌که در بذور و گل‌ها‌ بالاترین میزان بیان شناسایی گردید. به‌طور کلی، الگوی بیان منحصر ژن CsPP2C37، آن را به کاندیدایی مناسب برای کاوش در مکانیسم‌های سلولی تحمل به تنش خشکی تبدیل می‌کند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

Identification of Genes Responsive to Abiotic Stresses in Sweet Orange (Citrus sinensis L.) in the Protein Phosphatase 2C Gene Family

نویسندگان English

Seyyed Hamidreza Hashemipetroudi 1
Fatemeh Ahmadi 2
1 Department of Genetic Engineering and Biology, Genetics and Agricultural Biotechnology Institute of Tabarestan (GABIT), Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University (SANRU), Sari, Iran
2 Ph.D. Graduate, Department of Horticultural Science and Engineering, Faculty of Plant Production, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Gorgan, Iran
چکیده English

Protein phosphatase type 2C (PP2C) is a large multigene family responsible for transmitting cold, salinity, and drought signals in plant cells. Given the limited functional information on PP2C in sweet orange, this study aimed to identify and investigate the genome-wide distribution of the Citrus sinensis protein phosphatase 2C (CsPP2C) gene family in response to abiotic stresses. The results showed that the 62 identified PP2C proteins had molecular weights ranging from 25.9 to 119.9 kDa, isoelectric pH (pI) values spanning from acidic to alkaline, instability indices ranging from 30.80 to 66.37, aliphatic index from 43.68 to 100.11, and GRAVY values ranging from -0.543 to 0.067. According to the chromosomal distribution map, the highest number of genes was located on chromosome Ch1. Gene structure analysis revealed that approximately 34% of CsPP2C genes contained four exons, 24% had five exons, and 13% had six exons. The highest domain diversity was observed in the CsPP2C13 protein, while the highest number of motifs was found in CsPP2C14 and CsPP2C15. Phylogenetic analysis grouped the CsPP2C proteins and drought-related PP2C genes from Arabidopsis and rice into three distinct clades, with sweet orange drought stress proteins classified into clade III. The expression patterns of CsPP2Cs genes in response to drought stress varied significantly across different sweet orange organs, with the highest expression levels observed in seeds and flowers. The expression profile of CsPP2C37 is unique, making it a promising target for exploring the cellular mechanisms underlying drought stress tolerance.

کلیدواژه‌ها English

Sweet orange
Protein phosphatase
Abiotic stress
Genome-wide

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 31 فروردین 1405

  • تاریخ دریافت 24 اسفند 1403
  • تاریخ بازنگری 25 شهریور 1404
  • تاریخ پذیرش 14 بهمن 1404