شناسايي خانواده ژني ERF در گياه شورزيست Aeluropus littoralis و بررسي الگوي بيان آن‌ها در پاسخ به تنش شوري

Identification of the ERF gene family in Aeluropus littoralis halophyte plant and analysis of their expression pattern in response to salt stress

تنش شوري يكي از تنش‌هاي غيرزيستي محدودكننده رشد و نمو گياهان مي‌باشد. عامل پاسخ‌دهنده به اتيلن (ERF) خانواده اي از عوامل رونويسي دخيل در رشد و نمو گياهان و نيز پاسخ‌دهنده به تنش‌هاي زيستي و غيرزيستي بوده و با توجه به اهميت اين خانواده در پاسخ به تنش شوري، در اين تحقيق شناسايي ژن‌هاي اين خانواده در گياه شورزيست چمن شور آلوروپوس ليتوراليس (Aeluropus littoralis) مدنظر قرار گرفت. در مجموع، 36 ژن غير تكراري ERF در ژنوم آلوروپوس ليتوراليس شناسايي شد. ترسيم درخت فيلوژنتيك بر مبناي همولوژي با گياه آرابيدوپسيس، خانواده ژني AlERF را به شش گروه مشخص (B1 تا B6) طبقه‌بندي نمود. تجزيه و تحليل ساختار ژني نشان داد كه تعداد اينترون‌ در ژن‌هاي AlERF بين صفر تا دو متغير بود. تجزيه و تحليل ‌موتيف‌هاي حفاظت‌شده و جستجوي دمين در توالي‌هاي پروتئيني AlERF نشان داد از ده موتيف شناسايي شده، تنها موتيف‌هاي يك و دو در ساختار دمين AP2/ERF مشاركت دارند. بر اساس داده‌هاي ترانسكريپتوم و نمودار Heatmap، ژن‌ AlERF6.3 ببيشترين بيان را در شرايط تنش شوري در بافت ريشه نشان داد و بيشترين كاهش بيان نيز در ژن‌ AlERF6.7 در شرايط بازيابي در بافت برگي مشاهده شد. اين الگوي متفاوت بيان ژن‌ها در بافت‌هاي برگ و ريشه در مواجهه با تنش شوري، حاكي از وجود مكانيسم‌هاي تنظيمي متفاوت در بيان اين ژن‌ها مي‌باشد. نتايج اين مطالعه به‌عنوان اولين گزارش در مورد خانواده ژني ERF در آلوروپوس ليتوراليس، اطلاعات پايه‌اي را براي مطالعات بيشتر در مورد خصوصيات كاركردي ژن‌هاي AlERF فراهم مي‌نمايد.

Salt stress is one of the abiotic stresses limiting plant growth and development. The ethylene response factor (ERF) is one of the transcription factor family that involved in plant development and responses to biotic and abiotic stresses. Regarding to importance role of genes belonging to ERF gene family in plant responses to salt stress, identification of these genes in the Aeluropus littoralis, halophyte plant, was considered in this study. In total, 36 non-redundant ERF genes were identified in A. littoralis genome. The phylogenetic tree classified the AlERF gene family into six distinct groups (B1 to B6) based on hemology with the Araboidopsis thaliana. Gene structure analysis revealed that AlERF genes contained zero to two introns. Domain search and conserved motif analyses in AlERF protein sequences determined that 2 motifs (1 and 2) out of the identified 10 motifs participate in the AP2/ERF domain structure. Based on transcriptome data and heatmap diagram, AlERF6.3 gene was expressed more in root tissue under salinity stress, and the least expression level was observed in AlERF6.7 gene in leaf tissue under recovery conditions. The different expression patterns of genes in leaf and root tissues under salt stress suggested different regulatory mechanisms in the gene expression. The results of this study, as the first report on the ERF gene family in A. littoralis, provides basic information for further studies of the functional characteristics of AlERF genes.