تاثير دماي پايين بر بيان ژن هاي درگير در مسير ارسال پيام و ترابري هورمون اكسين در ريشه گياهچه هاي گوجه فرنگي

Suboptimal temperature effect on expression of genes involved in auxin transport and signaling in tomato root

اكسين به عنوان يك هورمون گياهي داراي نقش چندگانه اي در تنظيم رشد و توسعه ساقه، ريشه و ساير اندام ها، تحت شرايط طبيعي و يا تنش است. در اين تحقيق تغييرات رونوشت ژن هاي AUX/IAA، ARF، BRX و PIN4 درگير در مسير ارسال پيام و ترابري هورمون اكسين در ريشه ي دو ژنوتيپ متحمل و حساس به سرما گياه گوجه فرنگي تحت شرايط 15 درجه سانتي گراد مورد بررسي قرار گرفت. ژن AUX/IAA4 كه تنظيم كننده منفي ژن هاي پاسخ به اكسين است در ژنوتيپ متحمل تحت شرايط تنش دماي پايين، افزايش بيان را نشان داد اما رونوشت هاي اين ژن در ژنوتيپ حساس كاهش يافتند. ژن هاي ARF و PIN4 افزايش بيان بالاي تحت شرايط دماي پايين در ژنوتيپ حساس نشان دادند در حالي كه در ژنوتيپ متحمل در زمان ريكاوري 2 ساعت بيشترين كاهش بيان را داشت. الگوي بيان ژن BRX به عنوان يك نقطه مشترك در برهمكنش اكسين و براسينواستروئيد، نشان مي دهد كه بيان اين ژن تحت دماي پايين در ژنوتيپ حساس افرايش مي يابد و بيشترين ميزان بيان در 2 ساعت بازيافت پس از تنش مشاهده شد. نتايج اين تحقيق نشان داد كه غلظت هورمون اكسين در ريشه ژنوتيپ حساس با كاهش دما، افرايش مي يابد و اين باعث القاء ژن هاي ARF، PIN4 و BRX مي شود در حالي كه بيان ژن AUX/IAA4 را كاهش مي دهد. نتايج شناسايي موتيف مشترك در 1500 جفت باز بالادست ژن هاي مورد مطالعه نشان داد موتيف AATAT از الگوريتم PRISM يك موتيف مشترك كليدي در تنظيم ژن هاي مورد مطالعه مي باشد.

Auxin is a central hormone that exerts pleiotropic effects on plant growth including the development of shoots, roots, and other organs under normal condition or stress. In this study, the transcripts change of AUX/IAA, ARF, BRX and PIN4 which involve in auxin transporter and signaling were evaluated in root of tolerant and sensitive tomato genotypes under 15°C. AUX/IAA4 which is a negative regulator of auxin response genes was strongly up regulated in tolerant genotype at 15°C however, the transcript level of this gene was decreased in sensitive genotype. ARF and PIN4 were highly up regulated by suboptimal temperature in sensitive genotype whereas they were down regulated in tolerant genotype in recovery time (2 hours). The expression pattern of BREVIS RADIX (BRX) gene as a common point of interaction of auxin and brassinosteroids suggested that the BRX gene under sub optimal temperature in sensitive genotype was up regulated and reached the maximum level after 2h transfer to 23°C. The results of this study show that auxin concentration is increased in sensitive genotype and it induced the ARF, PIN4 and BRX whereas AUX/IAA4 was repressed. The results of common motifs in 1500 bp of upstream revealed that the AATAT motif of PRISM algorithm was frequency observed in all genes.