پاسخ‌هاي زودهنگام ترانسكريپتوم نخود زراعي به تنش سرما

Transcriptome profiling of the early-response in chickpea to cold stress

در اين مطالعه، پاسخ­هاي ترانسكريپتوم دو ژنوتيپ نخود متحمل (Sel96th11439) و حساس ILC533)) به تنش سرماي كوتاه مدت (چهار درجه سانتي­گراد پس از 24 ساعت)، به كمك روش RNA-seq بررسي شد. تحت تنش سرما، محتوي پراكسيد هيدروژن، پراكسيداسيون چربي­هاي غشا و نشت الكتروليتي غشا در گياهان حساس در مقايسه با گياهان متحمل، به­طور معني­داري افزايش يافت. در ژنوتيپ متحمل در مقايسه با گياهان شاهد (بدون تنش سرما)، 526 ژن، تغيير بيان معني­دار نشان دادند، به­طوري كه 261 و 265 ژن، به­ترتيب افزايش و كاهش بيان معني­دار داشتند. در ژنوتيپ حساس در مقايسه با گياهان شاهد (بدون تنش سرما)، 901 ژن تغيير بيان معني­دار نشان دادند كه 295 و 606 ژن، به­ترتيب افزايش و كاهش بيان معني­دار داشتند. نتايج نشان داد كه ژنهاي داراي بيان كاهشي، فراواني بيشتري در مقايسه با ژنهاي داراي بيان افزايشي در هر دو ژنوتيپ داشتند. همچنين تعداد ژنهاي داراي بيان كاهشي ژنوتيپ حساس، 3/2 برابر در مقايسه با ژنوتيپ متحمل بود. بيان 216 ژن در ژنوتيپ متحمل افزايش يافت در حالي كه اين ژن­ها در ژنوتيپ حساس كاهش بيان داشتند كه تقريباً 15 درصد آن­ها، ژن­هاي فاكتور رونويسي بودند. بر اساس الگوهاي رونوشت شناسايي شده، بيان ژن­هاي مسير سنتز برخي متابوليت­ها در ژنوتيپ متحمل، افزايش و در ژنوتيپ حساس، كاهش يافت. تحت تنش سرما، 31 ژن در ژنوتيپ حساس افزايش و در ژنوتيپ متحمل كاهش بيان نشان دادند كه ژن­هاي مولد هيستون­ها، تقريباً 10 درصد اين ژنها بودند. نتايج اين مطالعه بيانگر نقش تعيين كننده پاسخ­هاي زودهنگام، به­خصوص فاكتورهاي رونويسي و تغييرات اپي ژنتيكي در تحمل به تنش سرما در نخود بود. كليدواژه‌ها

In this study, transcriptome responses of cold-tolerant (Sel96Th11439) and cold-sensitive (ILC533) chickpea genotypes were evaluated under short-term cold stress (4˚C). The hydrogen peroxide (H2O2), lipid peroxidation (MDA) and electrolyte leakage content increased significantly under cold stress in sensitive more than tolerant plants. In tolerant genotype, 526 genes showed significant expressions; 261 and 265 genes were up-and down-regulated, respectively, while in sensitive genotype, 901 genes showed significant patterns of expression; 295 and 606 genes showed increases and decreases in their expressions, respectively. In both genotypes and under cold conditions, the down-regulated genes had more frequencies than up-regulated genes. Also, the down-regulated genes in sensitive plants were 2.3-fold compared to tolerant ones. 216 genes, which were up-regulated in tolerant plants, showed decreased expression in sensitive plants under cold stress, among which 15% were transcription factors. Based on identified transcript patterns, those genes involved in biosynthetic pathway of some metabolites were significantly increased in tolerant genotype whereas they were decreased in sensitive genotype. The level of transcript in 31 genes showed significant increase and decrease in sensitive and tolerant genotypes, respectively and10% of these genes were histone producer. Findings indicate the crucial role of early responses, particularly transcription factors and epigenetic changes in cold tolerance in chickpea seedlings.