بررسی تغییرات بیان تعدادی از ژنهای دفاعی در دو رقم حساس و مقاوم به ویروس موزاییک رگهای گندم wheat streak mosaic virus (WSMV)
پذیرفته شده برای پوستر
کد مقاله : 1943-25IPPC
نویسندگان
1دانشجوی دکترای گروه گیاه پزشکی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی اصفهان
2دانشیار گروه گیاهپزشکی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی اصفهان
3دانشیار گروه بیوتکنولوژی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی اصفهان، محقق موسسه تحقیقاتی KeyGene هلند
4محقق موسسه تحقیقاتی KeyGene هلند
5استادیار گروه بیوتکنولوژی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی اصفهان
6دانشیار گروه بیوتکنولوژی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی اصفهان
چکیده
ویروس موزاییک رگهای گندم wheat streak mosaic virus (WSMV) یکی از مخربترین بیمارگرهای ویروسی گندم بشمار میرود. مطالعه برهمکنش های بیوشیمیایی و مولکولی میزبان-بیمارگر برای توسعه استراتژیهای جدید کنترل ضروری است . در این پژوهش، تغییرات بیان تعدادی از ژنهای مرتبط با مقاومت که توسط genome-wide association study (GWAS) تشخیص داده شده بود، شامل ژنهای F-box protein (FBP)، leucine-rich repeat (LRR) protein، cytochrome P450، p-loo-containing nucleotide triphosphate hydrolase، Heat shock protein 60 (HSP60)، WD40 repeat domain protein، reticulon-like protein و UDP-glucuronosyl/UDP-glucosyltransferase در دو رقم الموت و IPK41079 به ترتیب حساس و مقاوم بهWSMV با استفاده از روش RT-qPCR مورد بررسی و مقایسه قرار گرفت. بدین منظور، مایه زنی دو رقم حساس و مقاوم با استفاده از جدایه WSMV-DOLT به روش مایه زنی مکانیکی انجام شد. نمونهبرداری در پنج بازه زمانی 0، 6، 24، 72 ساعت پس از مایه زنی (hpi) و 20 روز پس از مایه زنی (dpi) صورت گرفت. از ژن بتا اکتین بهعنوان ژن کنترل داخلی استفاده شد. آنالیز بیان ژنها نشان داد که سطوح بیان نسبی ژنهای cytochrome P450 و UDP-glucuronosyl/UDP-glucosyltransferase در بازههای زمانی 6 تاhpi 72، همچنین سطوح بیان نسبی دو ژن p-loo-containing nucleotide triphosphate hydrolase و WD40 repeat domain protein در بازههای زمانی 6 تاhpi 72 و dpi 20، سطوح بیان نسبی ژنهای leucine-rich repeat (LRR) protein و reticulon-like protein در بازههای زمانی 24 و hpi 72 وdpi 20 ، سطح بیان نسبی ژن Heat shock protein 60 (HSP60) در تمامی بازههای زمانی مورد ارزیابی و ژن F-box proteins (FBP)، در hpi 72 به میزان قابل توجهی در گیاه مقاوم نسبت به گیاه حساس بالاتر است. این نتایج نشان میدهد بیان بیشتر این ژنها در رقم مقاوم نسبت به رقم حساس، احتمالا همراه با مقاومت به WSMV است و می توان پس از تایید و اعتبارسنجی آنها، به عنوان بیومارکرهای مولکولی جهت انتخاب ارقام مقاوم به WSMV استفاده نمود.
کلیدواژه ها
Title
Expression level Analysis of several resistance-related genes in susceptible and resistant wheat cultivars to wheat streak mosaic virus (WSMV)
Authors
Marziyeh Enteshari, Amir Massah, Rahim Mehrabi, Reza Talebi, aboozar soorni, majid talebi
Abstract
Wheat streak mosaic virus (WSMV) is one of the most devastating viral pathogens affecting wheat. Understanding the host-pathogen biochemical and molecular interactions is crucial for developing effective control strategies. In this study, we compared the expression changes of several resistance-related genes identified by genome-wide association study (GWAS) in IPK41079 and Alamut wheat cultivars, resistant and susceptible to WSMV-DOLT isolate collected form Isfahan, respectively. The genes analyzed using RT-qPCR included F-box protein (FBP), p-loop-containing nucleotide triphosphate hydrolase, cytochrome P450, Leucine-rich repeat (LRR) protein, reticulon-like protein, WD40 repeat domain protein, UDP-glucuronosyl/UDP-glucosyltransferase and heat shock protein 60 (HSP 60). After mechanical inoculation of resistant and susceptible cultivars, leaf tissues were sampled at various time points: 0, 6, 24, and 72 hours post inoculation (hpi), as well as 20 days post inoculation (dpi). Gene expression analysis revealed significant differences in the relative expression levels of key genes between resistant and susceptible cultivars. Cytochrome P450 and UDP-glucuronosyl/UDP-glucosyltransferase genes showed higher expression levels at 6 to 72 hpi, p-loop-containing nucleotide triphosphate hydrolase and WD40 repeat domain genes exhibited elevated expression at 6 to 72 hpi and 20 dpi, Leucine-rich repeat (LRR) protein and reticulon-like protein genes demonstrated increased expression at 24 hpi, 72 hpi, and 20 dpi and Heat shock protein 60 showed consistently higher expression across all time points evaluated in the resistant cultivar. These results suggest that the higher expression of these genes in the resistant cultivar compared to susceptible cultivar is probably associated with resistance to WSMV and can be used as molecular biomarkers for selection of disease-resistant cultivars after their confirmation and validation.
Keywords
wheat, wheat streak mosaic virus, resistance-related genes, RT-qPCR