دراسة عامل النسخ CBF4 في نبات الارابيدوبسيس تحت إجهاد الجفاف

المؤلفون

  • أبوبكر الحاج قسم البستنة، كلية الزراعة، جامعة طرابلس؛ مدرسة علم الأحياء، جامعة نيوكاسل، نيوكاسل أبون تاين، بريطانيا المؤلف
  • روجر بيرس قسم البستنة، كلية الزراعة، جامعة طرابلس؛ مدرسة علم الأحياء، جامعة نيوكاسل، نيوكاسل أبون تاين، بريطانيا المؤلف

الكلمات المفتاحية:

الإجهاد اللاحيوي، الجفاف، ، نبات الأرابيدوبسيس، عوامل النسخ، التعبير الجيني.

الملخص

> يعتبر عجز الماء عاملاً بيئيًا خطيرًا يحد من نمو وإنتاجية النباتات والمحاصيل الزراعية في جميع أنحاء العالم. تمتلك عدد من هذه النباتات والمحاصيل القدرة على surviving الجفاف عن طريق تغيير مستوى التعبير الجيني. يعد استخدام نبات الأرابيدوبسيس في دراسة وظيفة الجين وتنظيمه ذا أهمية crucial لتكنولوجيا النبات. كان هدفنا هو دراسة التعبير الجيني لعامل الربط C-repeat / بروتين الربط لعنصر الاستجابة للجفاف 1D (CBF4/DREB1D) (At5g51990) تحت إجهاد الجفاف باستخدام خط طافر cbf4 (SALK_039486). تم إجراء تجربتين منفصلتين. في الأولى، تمت زراعة نباتات الخطوط متماثلة الزيجوت والبرية على نفس التربة، وفي الثانية؛ تمت زراعة نباتات الخطين بالتوازي مع كولومبيا 8 في أواني منفصلة. أظهر التحليل الجزيئي أن الإدخال يقع على بعد 52 قاعدة downstream الجين وأن الطافر تم فصله بطريقة مختلفة عن قواعد مندل. انخفض التعبير الجيني لـ CBF4 greatly في الطافر مقارنة بالنوع البري لكن بقاء النبات لم يظهر اختلافات significant بين الأنماط الجينية المختلفة في كلا التجربتين. يشير الكشف عن mRNA إلى دور CBF4 في استجابة إجهاد الجفاف في الأرابيدوبسيس حيث أظهر الطافر انخفاض تنظيم الجين ولكن هذا المستوى لم يكن منخفضًا بما يكفي للتأثير على بقاء النبات.

*   الكلمات المفتاحية (عربي) : الإجهاد اللاحيوي، الجفاف، نبات الأرابيدوبسيس، عوامل النسخ، التعبير الجيني.

التنزيلات

تنزيل البيانات ليس متاحًا بعد.

المراجع

[1.] Beilharz T.H. anel preiss T. (2007) wides preael use of poly Ail length control to accentuate expression of the yeast transcriptome. RNA 13: 982–997.

[2.] Blum A. (2005). Drought resistance, water use efficiency, and yield potential - are they compatible, dissonant, or mutually exclusive. Aust. J. of Agri. Res., 56: 1159–1168.

[3.] Boyes D.C., Zayed A. M., Ascenzi R.,McCaskill A.J., Hoffman N.E., Davis K.R.,and Gorlach J.(2001). Growth stage-based phenotypic analysis of Arabidopsis: A model for highthroughput functional genomics in plants. Plant Cell 13: 1499-1510.

[4.] Bray E.A. (1997). Plant responses to water deficit. Trends in Plant Sci.2: 48-54.

[5.] Bray E.A. (2004). Genes commonly regulated by water-deficit stress in Arabidopsis thaliana. J. Exp. Bot.55: 2331-2341.

[6.] Brown R.(2000). Agarose gel electrophoresis of DNA. Available at: http://www.vivo. Colo state. Edu/ h books/ qenetics/ biotech/ gels/ agardna. Html.

[7.] Campalans A., Messeguer R., Goday A., and Page’s M. (1999) Plant response to drought, from ABA signal transduction events to the action of the induced proteins. Plant Physiol. & Biochem. 37: 327-340.

[8.] Caruso A., Morabito D., Delmotte F., Kahlem G., and Carpin S. (2002). Dehydrin induction during drought and osmotic stress in Populus. Plant Physiol. & Biochem.40: 1033-1042.

[9.] Chenna R., Sugawara H., Koike T., Lopez R., Gibson T.J., Higgins D. G., and Thompson J. D. (2003). Multiple sequence alignment with the Clustal series of programs. Nucleic Acids Res. 31:3497-3500.

[10.] Feldmann K. A. (1991). T-DNA insertion mutagenesis in Arabidopsis: Mutational spectrum. Plant Journal 1: 71-82.

[11.] Fugui M., Guihua W., and Shujun D. (2010). Studies on the expression of exogenous CBF4 gene in transgenic wheatgrass. Sustainable Use of Genetic Diversity in Forage and Turf Breeding. 545-550.

[12.] Gandhi R., Maheshwari S.C., Khurana J.P., and Khurana P.(2001). Genetic and molecular analysis of Arabidopsis thaliana (ecotype 'Estland') transformed with Agrobacterium. In Vitro Cellular and Developmental Biology - Plant 37: 629-637.

[13.] Gang-Ping H., Zhong-YiW., Mao-Sheng C., Ming-Qing C., Brunel D., Pelletier G., Cong-Lin H., and QingY. (2004). Single nucleotide polymorphisms of CBF4 locus region of Arabidopsis thaliana correspond to drought tolerance. Chi. J. Agri. Biotechnol 1: 181-190.

[14.] Haake V., Cook D., Riechmann J.L., Pineda O., Thomashow M.F., and Zhang J. Z. (2002). Transcription factor CBF4 is a regulator of drought adaptation in Arabidopsis. Plant Physiol. 130: 639-648.

[15.] Hall T.A. (2005). BioEdit: a user-friendly biological sequence alignment editor and analysis program for Windows 95/98/NT. 41:95-98.

[16.] Han Y., Khu D-M., Torres-Jerez I., Udvardi M.,and Monteros M. (2010). Plant transcription factors as novel molecular markers for legumes. Sustainable Use of Genetic Diversity in Forage and Turf Breeding. 421-425.

[17.] Higgins D.G. and Sharp P. M. (1988). CLUSTAL: A package for preforming multiple sequence alignment on a microcomputer. Gene 73: 237-244.

[18.] Huang D., Wu W., Abrams S. R., and Cutler A. J. (2008). The relationship of drought-related gene expression in Arabidopsis thaliana to hormonal and environmental factors. J. Exp. Bot. 59: 2991–3007.

[19.] Jing W., Jia Z., and Luo W. (2008). Definition, calculation and application of total water potential. Nongye Gongcheng Xuebao/ Transactions of the Chinese Soc. of Agri. Eng.24: 27-32.

[20.] Kathiresan A., Lafitte H. R., Chen J., Mansueto L., Bruskiewich R., and Bennett J. (2006). Gene expression microarrays and their application in drought stress research. Field Crop Res. 97: 101-110.

[21.] Kaya M.D., Okcu G., Atak M., Cikili Y., and Kolsarici O. (2006) Seed treatments to overcome salt and drought stress during germination in sunflower (Helianthus annuus L.). Eur. J. Agro. 24: 291-295.

[22.] Krysan P. J., Young, J.C., and Sussman M.R. (1999). T-DNA as an Insertional Mutagen in Arabidopsis. Plant Cell 11: 2283-2290.

[23.] Nakai Y., Nakahira Y., Sumida H., Takebayashi K., Nagasawa Y., Yamasaki K., Akiyama M., Ohme-takagi M., Fujiwara S., Shiina T., Mitsuda N., Fukusaki E., Kubo Y., and Sato H.M. (2013). Vascular plant one-zinc-finger protein 1/2 transcription factors regulate abiotic and biotic stress responses in Arabidopsis. The Plant J. 73: 761–775.

[24.] Neill S.J. and Burnett E.C. (1999). Regulation of gene expression during water deficit stress. Plant Growth Regulation 29: 23-33.

[25.] O’malley R.C., Alonso J. M., Kim C. J., Leisse T.J.,and Ecker J.R. (2007). An adapter ligation-mediated PCR method for high-throughput mapping of T-DNA inserts in the Arabidopsis genome.Nat Protoc. 2: 2910-7.

[26.] Osmond C. B., Austin M.P., Berry J. A., Billings W.D., Boyer J.S., Dacey J.W.H., Nobel P.S., Smith S.D., and Winner W.E. (1987). Stress physiology and the distribution of plants. Bioscience 37: 38-48.

[27.] Qiagen (2000). Qiaquick spin handbook available at: Rosso M.G., Li Y., Strizhov N., Reiss B., Dekker K., and Weisshaar B. (2003) An Arabidopsis thaliana T-DNA mutagenized population (Gabi-Kat) for flanking sequence tag-based reverse genetics. Plant Mol. Boil. 53: 247-259.

[28.] Sakuma Y., Maruyama K., Osakabe Y., Qin F., Seki M., Shinozaki K., and Yamaguchi-Shinozaki K. (2006). Functional analysis of an Arabidopsis transcription factor, DREB2A, involved in drought-responsive gene expression. Plant Cell 18: 1292-1309.

[29.] Shao H.B., Chu L.Y., Jaleel C.A. and, Zhao C. X. (2008). Water-deficit stress-induced anatomical changes in higher plants. Comptes Rendus – Biologies 331: 215-225.

[30.] Shinozaki K., Yamaguchi-Shinozaki K., Mizoguchi T., Urao T., Katagiri T., Nakashima K., Abe H., Ichimura K., Liu Q., Nanjo T., Uno Y., Inchi S., Seki M., Ito T., Hirayama T. and Mikami K. (1998). Molecular responses to water stress in Arabidopsis thaliana. J. Plant Res. 111: 345-351.

[31.] Shinozaki K., Yamaguchi-Shinozaki K.,and Seki M. (2003). Regulatory network of gene expression in the drought and cold stress responses. Current Opinion in Plant Biol . 6: 410-417.

[32.] SIGnAL (2000). Arabidopsis sequence indexed T-DNA insertion.In http://signal.salk.edu/tdna_faqs.html.

[33.] Stankovic B. (1996). Cellular and molecular mechanisms of the plant water stress response. Eco. Prot. Of the Envi.4: 13-21.

[34.] Talanova V.V., Titov A. F., Topchieva L. V., and Repkina N. C. (2011) Expression patterns of ABA-dependent and ABA-independent genes during wheat cold adaptation. Russ. J. Plant Physiol. 58: 859–865.

[35.] Van Den Berg L. and Zeng Y.J. (2006). Response of South African indigenous grass species ro drought stress induced by polyethylene glycol (PEG) 6000. S. Afr. J. Bot. 72 : 284-286.

[36.] Vartanian N. (1996). Mutants as tools to understand cellular and molecular drought tolerance mechanisms. Plant Growth Regulation. 20: 125-134.

[37.] Yamaguchi-Shinozaki K., Kasuga M., Liu Q., Nakashima K., Sakuma Y., Abe H., Shinwari Z. K., Seki M.,andShonozaki K. (2002). Biological mechanisms of drought stress response. JIRCAS Working Report 23: 1-8.

[38.] Yang X., Chen X., Ge Q., Li B., Tong Y., Zhang A., Li Z., Kuang T., and Lu C. (2006). Tolerance of photosynthesis to photo inhibition, high temperature and drought stress in flag leaves of wheat: A comparison between a hybridization line and its parents grown under field conditions. Plant Sci.171: 389-397.

[39.] Xiao H., Siddiqua M., Braybrook S., and Nassuth A.(2006). Three grape CBF/DREB1 genes respond to low temperature, drought and abscisic acid. Plant Cell &Environment. 29: 1410-1421.

التنزيلات

منشور

2014-12-31

إصدار

القسم

Research Articles

كيفية الاقتباس

دراسة عامل النسخ CBF4 في نبات الارابيدوبسيس تحت إجهاد الجفاف. (2014). مجـلة العلـوم الأساسية والتطبيقية (طرابلس), 20(1), 81-103. https://lafsrj.lafsrj.ly/index.php/JBAS/article/view/163

المؤلفات المشابهة

21-28 من 28

يمكنك أيضاً إبدأ بحثاً متقدماً عن المشابهات لهذا المؤلَّف.