شناسایی و بررسی ژن‌های فاکتور‌های نسخه‌برداری bHLH در بنه‌های زعفران آلوده به عامل بیماری پوسیدگی بنه (Fusarium oxysporum)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه لرستان، خرم‌آباد، ایران.

2 گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه لرستان، خرم آباد، . ایران.

چکیده

زعفران Crocus sativus، یکی از ارزشمندترین گیاهان دارویی است که تنها از طریق بنه تکثیر می ­شود. بیمارگر­های خاکزاد مختلفی، به ویژه بیمارگر عامل پوسیدگی بنه (Fusarium oxysporum) خسارت قابل توجهی به کشت زعفران در سراسر جهان وارد می ­کنند. فاکتور­های رونویسی (TF) مانند Helix-Loop-Helix (bHLH) بیان بسیاری از ژن­ها از جمله ژن ­های دخیل در مقاومت در برابر بیمارگر­ها را تنظیم می­ کنند. در این مطالعه ترنسکریپتوم بنه­ های زعفران آلوده به بیمارگر فوزاریومی در دو بازه زمانی 48 و 72 ساعت مورد بررسی قرار گرفت. از توالی ­های bHLH گیاه آرابیدوپسیس برای شناسایی اعضای این خانواده در پروفایل بیانی ژن­ های سرهم­بندی شده زعفران استفاده شد. در نهایت، تغییرات بیان ژن­ های کاندید با استفاده از روش Real-Time qRT- PCR  تحت تنش زیستی و شاهد بررسی گردید. نتایج این مطالعه منجر به شناسایی 50 توالی کدکننده bHLH در رونوشت بنه‌های زعفران شد. تجزیه و تحلیل بیان ژن­ های انتخابی bHLH نشان داد که بیشترین و کمترین میزان بیان به ترتیب در بافت جوانه جانبی و ریشه مشاهده شد. علاوه بر این، تجزیه و تحلیل بیان ژن‌های کاندید از خانواده bHLH در پاسخ به بیماری پوسیدگی بنه، الگوی مشابهی را در مقایسه با داده‌های RNA-seq نشان داد. با توجه به مطالعه حاضر، بیماری پوسیدگی بنه در زعفران باعث افزایش بیان ژن­ های bHLH شد که نشان می­ دهد ژن­ های bHLH در مقاومت علیه بیماری پوسیدگی بنه زعفران نقش دارند. بنابراین، از یافته­ های پژوهش حاضر می ­توان برای شناسایی عوامل مهم و موثر رونویسی bHLH در پاسخ به تنش­ های بیولوژیکی زعفران در برنامه­ های به نژادی آینده استفاده کرد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Identification and expression analysis of the bHLH transcription factor genes in saffron corms infected with Fusarium oxysporum

نویسندگان [English]

  • Fatemeh Moradi Ara 1
  • Farhad Nazarian-Firouzabadi 1
  • Seyed Sajad Sohrabi 2
  • mitra khademi 2
1 Production Engineering and Plant Genetics Department, Faculty of Agriculture, Lorestan University, Khorramabad, Iran.
2 Production Engineering and Plant Genetics Department, Faculty of Agriculture, Lorestan University, Khorramabad, Iran.
چکیده [English]

Saffron (Crocus sativus L), is one of the most valuable medicinal plants that can be propagated only vegetatively by its corm. Various soil-borne pathogens, especially Fusarium oxysporum, the causal agent of corm rot, seriously damage saffron cultivation worldwide. Transcription factors (TFs) such as Helix Loop Helix (bHLH), regulate the expression of many genes including those involved in resistance against pathogens. In this study, the transcriptome of saffron corms infected with F. oxysporum was evaluated 48 and 72 hours post-inoculation. Arabidopsis bHLH sequences were used to identify the bHLH members in saffron transcriptomic data. Finally, the expression pattern of the candidate bHLH genes was assessed using the Real-Time qRT-PCR method under biological stress and control. The results of this study led to the identification of 50 bHLH encoding sequences in the transcriptome of saffron corms. Analysis of the expression of selected bHLH genes showed that the highest and the lowest expression levels were found in the lateral bud and root tissues, respectively. Additionally, the expression analysis of candidate genes from the bHLH family in response to corm rot disease revealed a pattern consistent with the RNA-seq data. According to the results of the present study, corm rot disease in saffron increased the expression of bHLH genes, suggesting that bHLH genes are involved in resistance against corm rot disease in saffron. Thus, the findings of this study may help in identify key effective bHLH transcription factors involved in responding to biotic stresses in saffron. Furthermore, the results of present study can be applied in saffron future breeding programs.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Fusarium oxysporum
  • Gene expression
  • Transcriptome
  • Saffron
  • bHLH transcription factor

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 27 فروردین 1404
  • تاریخ دریافت: 19 مرداد 1403
  • تاریخ بازنگری: 23 مهر 1403
  • تاریخ پذیرش: 28 مهر 1403