آشكارسازي مسيرهاي مشترك ترارساني جاسمونيك اسيد و سرما به وسيله شبكه هم بيان ژني وزن دار

Common signalling pathways of jasmonic acid and cold revealed by weighted gene coexpression network analysis

گياهان براي مقاومت به تنش سرما از راه كارهاي مختلفي در سطوح ملكولي، بيوشيميايي و فيزيولوژيك استفاده مي كنند. فيتوهورمون هاي مانند جاسمونيك اسيد در پاسخ گياهان به تنش نقش مهمي دارند. مطالعات كمي در مورد اثر اين هورمون بر تنش سرما وجود دارد و هنوز مسيرهاي ترارساني آن در پاسخ گياه به دماهاي پايين ناشناخته است. در اين مطالعه، يك شبكه هم بيان ژني وزن دار براي تعيين تاثير جاسمونيك اسيد بر پاسخ هاي آرابيدوپسيس به سرما با استفاده از داده هاي ريزآرايه به كار برده شد. تجزيه و تحليل شبكه منجر به تشكيل 15 گروه ژني شد كه هر كدام فرآيند خاصي را كنترل مي كرد. نتايج نشان داد فتوسنتز و فرآيندهاي سوخت و ساز كربوهيدرات ها از مهم ترين فرآيندهاي مسير زيستي در پاسخ به جاسمونيك اسيد و سرما هستند. شبكه هم بيان ژني نقش مهم عامل هاي رونويسي را در كنترل اين فرآيندها آشكار كرد. بر اساس نتايج به دست آمده دو عامل رونويسي ERF13 و ORA47 براي ارتباط ميان جاسمونيك اسيد و تحمل به سرما به عنوان كانديدا انتخاب شدند كه حدواسطي ميان عامل هاي رونويسي CBF1 و CBF2 و پروتئين هاي تنظيم كننده در مسير ترارساني جاسمونيك اسيد از خانواده tify هستند. همكاري سه عامل رونويسي HY5، bHLH15 و PIF3 نيز در اين مسير ترارساني با يكديگر منجر به پاسخ مناسب گياه به دماهاي پايين مي شود.

Plants are using various mechanisms at the molecular, biochemical and physiological levels for resistance to cold stress. These responses are controlled via stress phytohormones. One of the main hormones is jasmonic acid that plays main roles in various stress, however, there are few studies of the effects of the hormones on cold stress. Its signaling pathway in response to low temperature has remained unknown. In this study, a weighted gene co-expression network was utilized to determine the effect of jasmonic acid in response to cold by using microarray data at Arabidopsis. The 15 gene groups were found that each one controls a special process. Photosynthesis and carbohydrate catabolic and metabolic processes are the most important biological processes in response to the two stimuli. Gene co-expression network displays that transcription factors play main roles in the processes. According to results, two transcription factors ERF13 and ORA47 candidate for relationship between jasmonic acid and cold tolerance and possibly intermediate between CBF1 and CBF2 transcription factors and regulatory proteins in the jasmonic acid signal transduction pathway, tify family. Three transcription factors (HY5, bHLH15 and PIF3) also cooperate in the signaling pathway to respond to low temperature in plants.