بررسي تاثير خاموش سازي ژن هاي HSP90، HSP70 و smHSP با استفاده از كينتيك فلوئورسنس كلروفيل a در گياه Nicotiana benthamiana در پاسخ به تنش شوري

Effects of Transient Silencing of HSP90, HSP70 and smHSP on Chlorophyll a fluorescence of Nicotiana benthamiana during Adaptation to Salinity Stress

پروتئين هاي (HSP (Heat Shock Proteins، پروتئين هاي تنشي هستند كه در پاسخ به بسياري از تنش هاي محيطي از جمله شوري در سلول ها بيان شده و سبب حفاظت از سلول مي شوند. در ميان آنها HSP90، HSP70 و smHSP نقش مهمي را در سلول ايفا مي كنند. در اين تحقيق، ژن هاي HSP90، HSP70 و smHSP از گياه مقاوم به شوري كور (Capparis spinosa) انتخاب و از روش خاموش سازي ژن با القا ويروسي (Virus Induced Gene Silencing) به منظور بررسي نقش آنها استفاده گرديد. پس از توقف بيان ژن ها در گياه تنباكو Nicotiana benthamiana با كمك وكتور ويروسي pTRV2 حاوي قطعات ژني گياه كور، گياهان تحت تنش شوري 100 ميلي مولار نمك قرارگرفتند. پس از سه هفته ميزان شاخص هاي مربوط به كينتيك فلوئورسنس كلروفيل a نمونه ها اندازه گيري گرديد. نتايج نشان داد كه خاموش سازي ژن HSP70 به ويژه پس از اعمال تنش شوري نسبت به دو ژن HSP90 و smHSP سبب كاهش قابل ملاحظه اي در شاخص هاي FV/Fo، ψo، φEo، φRo، Sm/t Fm، ψo/(1-ψo) و PIABS در گياه تنباكو شده است. از طرفي ميزان اتلاف انرژي در كل مراكز واكنش نسبت به مراكز فعال واكنش (DIO/RC) به خصوص پس از اعمال تنش شوري در اين گياه افزايش مشخصي را نشان مي دهد. با توجه به نتايج به نظر مي رسد كه در ميان ژن هاي HSP مورد بررسي، خاموش سازي HSP70 سبب اسيب هاي شديد در مراكز واكنش فتوسيستم II به خصوص پس از تنش شوري داشته است.

Heat shock proteins (HSPs) as stress proteins have vital roles in plant adaptation to biotic and abiotic stresses. These proteins expressed in almost all kinds of stresses and are well known to be contribute in protection of cells. Among them the HSP90, HSP70 and smHSPs have significant roles in cell. In this study, the gene fragments of smHSP, HSP70 and HSP90 from Capparis spinosa L. plant were cloned into the tobacco rattle virus vector, pTRV2 to heterologously suppress the corresponding endogenes of N. benthamiana. Silenced plants were exposed to salt stress (100 mM NaCl) for 3 weeks and Chl a fluorescence induction kinetics was analyzed. Compare to smHSP and HSP90, silencing of HSP70 was found to have stronger negative effect especially after salinity on some parameters related to the donor site of electron in PSII [Fv/Fo] and, the parameters dependent on the acceptor site of the electron such as φEo, φRo, ψo and ψo/(1-ψo.) It was also represented that simultaneous silencing of the HSP70 gene and salinity treatment resulted in a significant decrease of Sm/t Fm and the Performance Index (PIABS) and an increase of dissipation per active reaction center (DIo/RC). So these results reflecting among the HSPs tested in the present study, HSP70 silencing cause severe injuries in reaction centers of PSII especially after salt stress.