احمد ارزاني
شوری یکی از مهمترین تنشهای غیر زیستی محدود کنندهتولید گیاهان زراعی است. بنابراین تحمل شوری به عنوان یک هدف مهم بهنژادی درگیاهان بویژه برای مناطق دارای معضل شوری حائز اهمیت است. این پژوهش با هدف بررسیو مقایسه رشد، فیزیولوژی و پروفایل بیان ژنی در یک ژنوتیپ وحشی متحمل به شوری (Hordeum vulgare . spontanum) و یک رقم زراعی حساس به شوری جو(Hordeum vulgare . vulgare) انجام شد. بدین منظور ازآزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با تیمار تنش شوری 300 میلی مولار تحتشرایط گلخانه استفاده گردید. در مطالعه رشدی و فیزیولوژیکی گیاه، صفات وزن خشک وتر شاخساره، وزن خشک ریشه، ارتفاع بوته، شاخص پایداری غشا، مالوندیآلدئید،پرولین و عناصر سدیم و پتاسیم ریشه و شاخساره، نسبت پتاسیم به سدیم اندازهگیریشد. نتایج نشان داد که ژنوتیپ وحشی نسبت به رقم زراعی (حساس) از وزن خشک ریشه وشاخساره بیشتر، غلظت سدیم کمتر، پتاسیم ونسبت پتاسیم به سدیم بیشتر برخوردار بوده است. ضمن اینکه ژنوتیپ وحشی میزان نشتالکترولیتی و آسیب به غشا کمتر و محتوای مالون دیآلدئید کمتری نسبت به رقم حساسزراعی داشت. این نتایج وجود نظام حذف و سمیت زدایی یون سدیم کارآمد را در ژنوتیپوحشی خاطر نشان میکند. در مطالعه دوم، ترانسکریپتوم هر دو ژنوتیپ جو تحت شرایطشاهد و تنش شوری با تکنیک توالی یابی RNA موردتجزیه و تحلیل قرار گرفت. بدین منظور توالی یابی با پلتفرم Illumina Hiseq2500 انجام و 62 گیگابایت با میانگین50 میلیون قرائت جفت انتهایی با 151جفت باز در هر نمونه داده حاصل شد. کلیه نمونههابر طبق آزمون کیفیت پیرایش شدند و سپس توسط نرم افزار STAR به ژنوم مرجع مورکس نقشهیابی گردیدند. میزان همگذاری نقشههایاین دو ژنوتیپ با ژنوم مرجع معادل 76 تا 90 درصد محاسبه شد. ژنهای دارای بیانافتراقی (DEGs) ناشی ازتنش شوری با نرم افزار DESeq2 وشناسایی ایزوفرمها با نرم افزارRSEM تعیینگردید. ژنوتیپ وحشی حاوی 6049 ژن دارای بیان افتراقی بود در حالیکه رقم زراعی تنها2610 ژن بیان افتراقی داشت. ضمن اینکه افزایش قابل توجهی در تعداد ایزوفرمها ناشیاز تنش شوری مشاهده شد. این یافته در تائید درکثابت شدهای است که به القای پیرایش جایگزین pre-mRNA ناشی از تنشهای محیطی قائل بودهو نقش مهمی در سازماندهی رونوشت سلولهای گیاهی ایفا میکند. ژنهای مهم دخیل درتنش شوری در هر دو جو متعلق به گروه ژنهای دخیل در علامتدهی، هورمونهای گیاهی، فاکتورهایرونویسی (TFs)، حذف و تعادل یونی، سمیت زدایی وپاکسازی گونههای اکسیژن فعال، تنظیم اسمزی شناسایی شد. تعداد و میزان بیان ژنهایشناسایی شده در ژنوتیپ متحمل تقریبا سه برابر رقم حساس بود که خود بیانگر فعالیتژنها و مکانیسمهای پویاتر جهت مقابله با تنش شوری در ژنوتیپ متحمل بوده است. تجزیهو تحلیل هستی شناسی ژنها نیز تعداد و فرآیندهای بیولوژیکی بیشتری برای ژنوتیپمتحمل قائل شد. ضمن اینکه تعداد مسیرهای شناسایی شده تحت تنش در طی آنالیز KEEG حاکی از مدیریت مطلوب تنش توسطژنوتیپ متحمل (وحشی) بوده است. شبکه ژنی در ارتباط با ژنهای دخیل در مسیرهایعلامتدهی در جو وحشی منجر به شناسایی هاب ژنهائی شدکه متعلق به گروه کینازها وفاکتورهای رونویسی است و مسیر انتقال هورمونها بیشترین تعداد هاب ژن را در میانمسیرهای علامتدهی دارا بود. به منظور درکتنوع ژنتیکی، ریزماهوارههای (EST-SSRهای) مبتنی برژن کاندید پاسخدهندهبه شوری شناسائی شد. برای تایید صحت وتکرارٍپذیری نتایج توالییابی، هفت ژن برای اعتبار سنجی با qRT-PCR انتخاب گردید و آزمایش بیانی اجرا شد. نتایج بیان ژنها با یافتههای حاصل از تجزیه تحلیل ترانسکریپتوم همخوانیداشت. بررسی SSRها نشان داد تری نوکلئوتیدها فراوانترین توالیهای تکراری در ژنهای القا شده تحت تنش شوریبودهاند. همچنین ژنهای پاسخدهنده به شوری دارای SSRهای متنوعتربوده و میتواند به طور موثر برای ارزیابی تنوع بکار رود. تاکید مطالعه بر درک ساختار، عملکرد، تکاملخانوادهکینازها مرتبط با تحمل به شوری و کاربرد آنها در اصلاحشوری جو یک تجزیه و تحلیل گسترده سیلیکونی برای درک توزیع، ساختار، الگوی بیان،فعل و انفعالات عملکردی در جو است. ضمن اینکه برهمکنش کینازها با سایر ژنها بویژهانواع TFsنشان داد کهمیتوان از کینازها به عنوان ژنهای هدف جهت اصلاح برای شوری بهره برد. یافتههای این پژوهش از ژنهای افتراقی و مسیرها دیدگاه کاملتری را از اینکهچگونه گیاه جو علائم و شبکههای نظارتی را در راهکارهای سازگاری مطلوب که موجبتحمل شوری میشود ادغام میکند، ارائه میدهد. الگوی پویای ترانسکریپتوم جو وحشیدر واکنش به تنش شوری به عنوان پل