تاثير تنش گرما بر تغييرات بياني miR398 در گياه آفتابگردان

The Effect of Heat Stress on Expression Alternation of miR398 in Helianthus annuus L.

microRNAها،RNA هايي كوچك به‌طول تقريبي 22-21 نوكليوتيد هستند كه توسط ژنوم موجود كد شده، هيچ نوع پروتييني را كد نمي‌كنند و به‌عنوان تنظيم‌كننده هاي منفي بيان‌ ژن در مرحله پس از رونويسي در گياهان و جانوران شناخته شده اند. دما يكي از مهم ترين فاكتورهاي آب و هوايي موثر بر كشاورزي محسوب مي شود و دماي بالا اثرات نامساعدي بر رشد، نمو و عملكرد محصولات زراعي گياهان مي-گذارد. در اين پژوهش الگوي بيان miR398 و ژن هدف آن NtGT5b در بافت برگ و ريشه گياه آفتابگردان زراعي در شرايط كنترل و تحت تنش گرما با دماي 42 درجه سانتي گراد در زمان‌هاي 5/1، 3 و 6 ساعت با استفاده از روش qRT-PCR بررسي گرديد. نتايج حاصل از اين آزمايش تفاوت الگوي بيان اين miRNA را در دو بافت برگ و ريشه و در خلال تنش ملايم، متوسط و شديد گرما نشان داد. تنش گرما سبب افزايش بيان سريع miR398 و كاهش ميزان رونوشت همانند ژن هدف NtGT5b در بافت برگ شد، كه نشان دهنده ايجاد مقاومت اين بافت در مواجهه با تنش گرما است. وجود الگوهاي بياني متفاوت miRNA در بافت هاي برگ و ريشه در سطوح مختلف تنش مي‌تواند بيانگر جابه‌جايي علامت هاي القا شده پس از تنش گرما به بافت برگ و ريشه رخ داده باشد. بررسي شبكه miR398 نشان داد كه اين miRNA به ‌واسطه حضور ژن هاي مهم نظير فاكتور هاي رونويسي AFO وINO قابليت تغيير الگوي بيان‌ژن را در بسياري از شبكه‌هاي رشد، نمو و پاسخ به تنش در گياهان دارند.

MicroRNAs (miRNA) are small non-coding RNAs approximately 21-22 nucleotides long and have been identified as the negative regulators of gene expression in the post-transcriptional level in plants and animals. Temperature is one of the most important climate change factors and higher temperatures affect agriculture and crop production adversely. In this study, the expression pattern of miR398 and NtGT5b target gene of this miRNA were measured in root and leaf tissues of sunflower (Helianthus annuus) in various heat stress conditions (0h, 1.5h, 3h , 6h) at 420C temperature by qRT-PCR. The results showed different pattern of miRNA expression in both root and leaf tissues during mild, moderate and severe heat stress, respectively.miR398 was highly up regulated and its target gene down regulated in leaf tissue that showed thermo tolerance of this tissue for term of heat stress. There is a different miRNA expression patterns in leaf and root tissues under various stress conditions which is an indication of induced signal transmission after heat stress. Investigating miR398 network shows that this miRNA through the presence of important genes and transcription factors such as AFO and INO has the ability to change the pattern of gene expression of many processes such as growth, development and response to stress.