زهرا طهماسبی

تنش‌های غیر ‌زیستی از جمله خشکی، رشد و توسعه گیاهان مانند لوبیا را تحت تاثیر قرار داده و واکنش‌های گیاه در برابر آنها با تغییرات زیادی در شبکه‌های پیچیده ژنی همراه است. در پژوهش حاضر تغییرات در الگوی بیان ژن‌ها در شرایط تنش خشکی و نرمال گیاه لوبیا از طریق تجزیه و تحلیل بیوانفورماتیکی اطلاعات EST اخذ شده از بانک اطلاعاتی NCBI مورد بررسی قرار گرفت. پس از پیرایش اولیه، توالی‌های EST دسته‌بندی و یکپارچه‌سازی شدند که منجر به ایجاد 8983 ژن واحد در شرایط نرمال و 6665 ژن واحد در شرایط تنش خشکی گردید. گروه‌بندی و آنالیز غنی‌سازی ژنی، توالی‌های EST کتابخانه تحت تنش خشکی لوبیا را بر اساس فرآیندهای بیولوژیکی، عملکرد مولکولی و محتوای سلولی به‌ترتیب در 23، 16 و 20 گروه کارکردی مختلف در سطح آماری یک درصد قرار دادند. شبکه برهمکنش پروتئین- پروتئین نشان داد که ژن‌های رمزکننده آنزیم‌های آنتی‌اکسیدان (CAT1، APX1، APX3، APX1B، GSTU25)، پروتئین‌های غنی از پرولین (P5CS1، P5CS2)، پروتئین‌های شوک حرارتی (ATHSP70، HSP70b، ATHSP90.1، ATHSP90.5) و پروتئین‌های خانواده یوبی‌کوئیتین (UBQ3، UBQ11) سهم زیادی از شبکه تنظیمی را در شرایط کمبود آب به خود اختصاص داده‌اند. علاوه بر این، دریافتیم که بیان ژن‌های فتوسنتز کاهش نشان داد. در این مطالعه، تهیه لیستی از عوامل رونویسی (از جمله RAP2.10، DEAR2، NF-YC9، WRKY40، ARF1، CDF2، ATCTH، ERF-1) به عنوان یکی از نقاط شاخص است که تاکنون با این میزان جزئیات در گیاه لوبیا گزارش نشده است و می‌تواند بسیار مهم و کاربردی باشد. ژن‌های شناسایی شده در این مطالعه می‌توانند نامزدهای مناسبی برای دست‌ورزی مقاومت به خشکی و اصلاح به کمک نشانگر در گیاه لوبیا باشند. همچنین در بخش دوم این تحقیق به منظور ارزیابی مکانیسم‌های مولکولی دخیل در تحمل به تنش خشکی با استفاده از روش RNA-Seq و تیمار‌های خشکی، اقدام به مقایسه پاسخ‌های یک رقم زراعی متحمل لوبیا (BAT477) و حساس (Perola) شد. آنالیزهای بیوانفورماتیکی نشان داد که ژن‌های تغییر بیان‌یافته در هر دو گیاه در ارتباط با فرآیندهای مختلفی همچون برقراری تعادل یونی، سیگنال‌‌دهی، متابولیسم کربوهیدرات‌ها و تغییرات پس از ترجمه نقش دارند. حجم زیاد اطلاعات بدست آمده در این تحقیق می‌تواند به عنوان یک منبع اطلاعاتی ارزشمند در مطالعات آتی در جهت اصلاح لوبیا متحمل به خشکی استفاده گردد.