نقش تغييرات اپي ژنتيكي در پاسخ گياه به تنش هاي محيطي غيرزنده

Role of Epigenetic Modifications in Plant Response to Abiotic Stresses

تنش هاي محيطي غيرزنده، از عوامل محدود كننده رشد و عملكرد محصولات زراعي بوده و نقش مهمي در توزيع و پراكنش اكولوژيكي گياهان دارند. در سازگاري گياه به تنش، مكانيسم هاي متعددي در سطوح مولكولي، بيوشيميايي و فيزيولوژيكي فعال شده كه به ثبات و پايداري عملكرد كمك مي كند. اين توانايي سازگاري تحت شرايط معمولي و تنش در ژنوتيپ ها و حتي بين گونه هاي گياهي متفاوت بوده و نياز به برنامه ريزي مجدد تظاهر ژن دارد كه تنظيم آن بخشي وابسته به تغييرات اپي ژنتيكي شامل تغيير در هيستون و متيلاسيون DNA است كه توالي هاي ژني در آنها به طور معمول تغيير نمي كند. تغييرات اپي ژنتيكي سبب تغيير بيان، سنتز و تجمع عوامل تحمل در سطوح رونويسي و پس از رونويسي، سازماندهي مجدد ژنوم شده كه مي توانند توارثي باشند. اين تغييرات به تنهايي يا در همكاري با تغييرات ژنتيكي در فرايندهاي رشد، نمو و پاسخ به تنش هاي محيطي شركت دارند. بنابراين تحت اثر تغييرات محيطي، اين مسيرها تلاش گياه را در بقا نشان مي دهد. در اين بررسي اهميت تغييرات اپي ژنتيكي در پاسخ گياه به تنش هاي محيطي و اثرات متقابل آن ها با ديگر تغييرات القا شده توسط تنش ها مورد بحث قرار گرفته است.

Abiotic stresses are the important limiting factors of growth and crop production. They have a crucial role in the ecological dispersion of plants. All living organisms, especially plants, have developed many different mechanisms on physiological, biochemical and molecular levels for the purpose of acclimatization to stresses. Ability to response under environmental stresses can be different among genotypes and even species within genus. This phenomenon needs a vast reprogramming of gene expression and its regulation is in part dependent on epigenetic modifications including alternations in histones and DNA methylation without any alteration in the base sequence. These modifications may cause an increase gene expression, synthesis and accumulation of tolerant factors in both transcriptional and posttranscriptional levels, genome reorganization and may or may not be heritable. These epigenetic changes alone or in cooperation with genetic modifications may involve in plant growth, development and response to environmental stress. Therefore, these pathways indicate plant efforts in survival to environmental changes. In this review, we summarized the significance of epigenetic alterations in abiotic stress responses in plants, and discussed the cooperation among their different classes and their interactions with stress induced changes.