بخشی از مقاله
خلاصه
پروتیینهاي گروه دهیدرین (Dehydrin: DHN)، گروهی از پروتیینهاي مهم دخیلدر پاسخ به تنشهاي غیرمانندزیستی سرما، شوري
و خشکی در گیاهان می باشند. این پروتیینها به گروهی از پروتیینهاي محافظت کننده از سایر پروتیینها به نامLate type II
embryogenesis abundant تعلق دارند. با توجه به اهمیت پروتیینهاي گروه دهیدرین، در این تحقیق روابط تکاملی این گروه در
گیاهان مختلف مورد بررسی قرار گرفت. به این منظور توالیهاي پروتیینهاي دهیدرین گیاهان مختلف از سایت NCBI استخراج و
همردیف گردید. نتایج وجود نواحی حفاظت شده از جمله موتیف K و S که به ترتیب در واکنش با سایر پروتیینهاي تحت تنش و
محافظت از آنها و همچنین انتقال پروتیینهاي گروه دهیدرین از سیتوپلاسم به هسته نقش دارند را در بین ژن هاي مورد بررسی نشان داد.
سپس درخت فیلوژنی بر اساس نواحی حفاظت شده و با روش JoiningگردیدNeighbor رسم . پروتیینهاي گروه دهیدرین دو لپهاي
و تکلپهايها به دو گروه مجزا تفکیک شده و در هر گروه نیز بر اساس نزدیکی و دوري جنسهاي مختلف گیاهی در کلاسترهاي مجزا قرار گرفتند. بعلاوه، پروتیین هاي دهدرین متعلق به دو گونه آتریپلکس، که می توانند خشکی بسیار شدید را تحمل کرده و نیز در مناطق با شوري زیاد رشد کنند، با فاصله از دو گروه دو لپهاي و تکلپهايها در یک گروه مجزا قرار گرفتند.
کلمات کلیدي: پروتیینهاي دهیدرین، رابطه فیلوژنی
Phylogenic analysis of dehydrin proteins family in plants
Abstract Dehydrin proteins are a group of proteins response effectively to abiotic stresses such as cold, salinity and drought stresses in plants. These proteins belong to a protective group of proteins known as Late Embryogenesis Abundant type II which protect other proteins from abiotic stress damages. Due to the important effect of the dehydrin proteins, phylogenetic relationship of this group of the proteins in different plant species was evaluated. Protein sequences of different plant species were retrieved from NCBI and were aligned. The results of alignment demonstrated the presence of highly conserved regions among the evaluated sequences such as K - and S-segments that are responsible for covering and protecting other proteins from damaging effects of stresses and transporting dehydrin proteins from cytoplasm to nucleus, respectively. Then, phylogenetic relationships of the protein sequences were studied using Neighbor joining method. The phylogenetic tree clearly separated dicotyledon and monocotyledon plants in which each group was divided into different sub-groups related to the plant species. Moreover, dehyrin proteins belong to two Atriplex species, which are able to tolerate
severe conditions of drought, and also grow up in very saline soils, were separated from other dicot and monocot groups. Key words: Dehydrin proteins, Phylogenetic relationships
١
مقدمه
پروتیینهاي گروه دهیدرین (Dehydrin: DHN)، گروهی از پروتیینهاي مهم هستند که در پاسخ به تنش هاي غیرزیستی مانند سرما،
شوري و خشکی در گیاهان تولید میگردند. این پروتیینها جزء گروهی از پروتیینهاي محافظت کننده از سایر پروتیینها هستند که به
گروه Late embryogenesis abundant typeII تعلق دارند .(Yang et al., 2012) دهیدرینها پروتیینهایی آبدوست بوده و
در برابر حرارت مقاومند. این پروتیینها داراي گلایسین و سایر آمینواسیدهاي قطبی بوده و حداقل یک کپی از توالی توافقی 15
آمینواسیدي را دارند که به قطعه K مشهور است. این قطعه غنی از آمینواسید لایزین بوده (EKKGIMDKIKEKPLG) و در همه گونههاي گیاهی حفاظت شده است .(Chang-Cai Liu, 2012) از سال 1989 که براي اولین بار این پروتیینها در جو و ذرت مشاهده
گردید، این پروتیینها به عنوان پایه ژنتیکی مقاومت به خشکی شناخته میشود .(Close et al., 1989) براي شناسایی قطعی نحوه عمل
این پروتیینها، آزمایشی با روش خاموش سازي ژنی که ارتباط مستقیم با عملکرد پروتیینهاي دهیدرین داشت انجام گرفت و مشخص
گردید که گیاهان شاهد میتوانند بعد از تنش شوري (که باعث ایجاد تنش اسموتیک میشود) و پس از آن بازیابی از تنش تا 94 درصد وزن تر معمول را بازیابی کنند در حالی که گیاهان جهش داده شده تنها تا 34 درصد وزن تر معمول خود را بازیابی کردند (Saavedra et
.al., 2006) همچنین در یک آزمایش دیگر مشاهده گردید که میزان بیان پروتیینهاي دهیدرین در گیاهان مختلف مقاوم به خشکی در مقایسه با گیاهان غیر مقاوم به طور معنیداري بیشتر بود .(Velasco-Conde et al., 2012) مکانیسم عمل این گروه از پروتیینها هنوز
به طور کامل شناسایی نشده است ولی چنین به نظر میرسد که یک رابطه مستقیم بین هورمون آبسیزیک اسید به عنوان یک سیگنال در
پاسخ به تنشهاي محیطی و تولید دهیدرین در گیاهان وجود دارد به طوري که این هورمون باعث افزایش تولید این گروه از پروتیینها میگردد که شاهدي جهت تایید کارکرد دهیدرینها در شرایط تنش است .(Borovskii et al., 2002) از آنجا که مطالعات کمی درباره
رابطه تکاملی این گروه از پروتیینهاي بسیار مهم صورت گرفته است، مطالعه حاضر سعی در بررسی روابط تکاملی بین پروتیینهاي گروه دهیدرین در گیاهان دارد.
