بررسي مقايسه اي پروموترهاي ژنهاي Catalase2 و Thioredoxin H5 در آرابيدوپسيس به منظور تعيين نحوه ي كاركرد آن ها در پاسخ به تنش هاي زيستي و غير زيستي

A Comparative Investigation of Catalase 2 and Thioredoxin H5 Genes Promoters in Arabidopsis to Determine of Their Functions in Response to Biotic and Abiotic Stresses

به منظور بررسي نقش عناصر تنظيمي سيس نواحي پروموتري بر الگوي بيان ژنهاي Catalase 2 (CAT2) و Thioredoxin H5 (TRX5) در گياه آرابيدوپسيس در پاسخ به تنشهاي مختلف زيستي و غيرزيستي، توالي پروموتري ژن هاي موردنظر، عناصر تنظيمي سيس موجود در آنها و داده هاي مربوط به بيان اين ژنها در تنشهاي مختلف به ترتيب با استفاده از Phytozome، PlantCARE و The Bio-Array Resource for Plant Biology دريافت گرديد.به منظور تعيين تفاوتهاي معني دار در تعداد تكرارهاي هر كدام از عناصر تنظيمي سيس بين پروموترها از آزمونهاي آماري مختلف موجود در ابزار بيوانفورماتيك IDEG6 استفاده شد. نتايج نشان داد كه 8 عنصر تنظيمي شاملARE ، CAAT-box، ABRE، Unnamed__4، Box-W1، TGA-element، W box و TATA-box بين دو پروموتر داراي تعداد تكرار متفاوت و معني داري بودند.به نظر ميرسد وجود تعداد بيشتري از عناصراختصاصي تنظيمي پاسخ به پاتوژن( Box-W1 و W box) و پاسخ به اكسين(TGA-element)، ژن TRX5 را برخلاف ژن CAT2 قادر به پاسخ به تنش زيستي مي كند. همچنين وجود تعداد تكرارهاي متفاوتي از عنصر تنظيمي اختصاصي پاسخ به اكسين (TGA-element) در پروموتر ژن TRX5 و عناصر تنظيمي پاسخ بي هوازي (ARE) و پاسخ به آبسزيك اسيد (ABRE) در پروموتر ژن CAT2 بخشي از الگوي بيان اين دو ژن را در پاسخ به تنش هاي غيرزيستي توجيه نمود.بر اساس اين نتايج، TRX5 هم در پاسخ به تنشهاي زيستي و هم غيرزيستي نقش دارد. شناسايي اين گونه ژنها با كاركرد پاسخ به تنشهاي زيستي و غيرزيستي مي تواند پيشرفت بزرگي در جهت انتخاب ژنهاي كانديد مناسب جهت دستورزي ژنتيكي به منظور افزايش تحمل به تنشها درگياهان به شمار رود.

In order to investigate of cis-regulatory elements' role in the promoter region in the expression pattern of genes Catalase 2 (CAT2) and Thioredoxin H5 (TRX5) in Arabidopsis in response to different biotic and abiotic stresses, the promoter sequences of the genes, cis-regulatory elements in them, data relating to the expression of these genes in the different stresses were received using Phytozome, PlantCARE and the Bio- Array Resource for Plant Biology, respectively. Significant differences in the number of repetitions of each cis-regulatory element among promoters were determined by a variety of statistical methods available at bioinformatics IDEG6 tool. The results showed that eight cis-regulatory elements, including ARE, CAAT-box, ABRE, Unnamed-4, Box-W1, TGA-element, W box and TATA-box had significant and different occurrences between two promoters. It can be suggested that gene TRX5 unlike gene CAT2 is able to respond to biotic stress due to the presence of a greater number of specific regulatory elements in response to pathogen (Box-W1 and W box) and auxin (TGA-element). Also, a part of the expression pattern of these genes in response to abiotic stresses can be justified due to the presence of different number of repetitions of specific regulatory element in response to auxin (TGA-element) on the TRX5 gene promoter and anaerobic regulatory element (ARE) and abscisic acid regulatory element (ABRE) on the CAT2 gene promoter. Based on these results, TRX5 plays a role in response to biotic and abiotic stresses. Identification of these genes with functional response to biotic and abiotic stresses can be considered a huge progress in order to select candidate genes for genetic manipulation to enhance plants stress tolerance.