عنوان پایان‌نامه
پاسخ های بیوشیمیایی مولکولی مرتبط در مسیر کربونیله شدن پروتیئن تحت تنش سرما در نخود
- رشته تحصیلی
- مهندسی کشاورزی -بیوتکنولوژی کشاورزی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی شماره ثبت: 6982;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 75752
- تاریخ دفاع
- ۲۳ شهریور ۱۳۹۵
- دانشجو
- محمدرضا جاویدی آلسعدی
- استاد راهنما
- محمدرضا بی همتا, رضا معالی امیری
- چکیده
- پروتئین ها از طریق مکانیسم های متفاوتی تحت تاثیر تغییرات القا شده توسط تنش سرما قرار می گیرند. کربونیله شدن پروتئین ، یک خسارت اکسیداتیو برگشت ناپذیر می باشد که عمدتا منجر به غیر فعال شدن پروتئین می-شود. سه واکنش آنزیمی برای حذف گروه های کربونیل در گیاهان شناخته شده است. (1) اکسید کردن گروه-های کربونیل به کربوکسیل توسط آلدهید دهیدروژناز (ALDH) (2) احیا گروه های کربونیل به الکل توسط آلدوکتوریدوکتاز (AKR) و آلدهیدریدوکتاز (ALR) (3) احیا پیوندهای دوگانه گروه های کربونیل به فرم اشباع شده توسط آلکنال ریدوکتاز (AER).در این پژوهش برخی فاکتورهای بیوشیمیایی و مولکولی در دو ژنوتیپ نخود کابلی Sel96Th11439 (متحمل به سرما) و ILC533 (حساس به سرما) تحت تنش سرما ( ?C4) بررسی شد. تحت تنش سرما، ژنوتیپ متحمل با جلوگیری از تجمع پراکسید هیدروژن (H2O2) منجر به کاهش خسارت به غشا سلول (شاخص مالون دی آلدهید) در مقایسه با ژنوتیپ حساس شد. تحت چنین شرایطی میزان بیشتری از اسیدهای چرب غیراشباع در ژنوتیپ متحمل در مقایسه ژنوتیپ حساس تجمع یافت که بیانگر نقش مهم اسیدهای چرب غیراشباع در حفظ سیالیت غشا و مقابله با پراکسیداسیون لیپیدی بود. بنابراین با کاهش میزان MDA تحت تنش سرما به خصوص در روز ششم تنش سرما بیشترین میزان اسیدهای چرب غیراشباع مشاهده شد. بیان نسبی ژن¬های ALDH، AKR، ALR وAER (که سبب مهار آلدهیدهای تولید شده طی پراکسیداسیون لیپیدی می شود) تغییرات معنی داری تحت تنش سرما نشان داد به طوری که دو ژن ALDH و AKR بیشترین بیان را در ژنوتیپ متحمل و در روز اول تنش نشان دادند که می تواند نشان¬دهنده نقش این ژن ها در پاسخ های اولیه گیاه به تنش سرما باشد. ژن ALR نتایج متفاوتی نسبت به ژن های AKR و ALDH در ژنوتیپ متحمل نشان داد به طوری که در روز اول و سوم تنش میزان بیان این ژن به طور قابل توجهی نسبت به شاهد کاهش پیدا کرد و بیانی مانند ژنوتیپ حساس نشان داد اما در روز شش میزان بیان این ژن به طور چشمگیری افزایش نشان داد زمانی که میزان MDA به کمترین میزان خود رسید. نتایج حاصل نشان می دهد که بیان ژن ALR جز پاسخ های اولیه نخود در مواجهه شدن با تنش سرما نبوده به طوری که احتمالا نقش این ژن در تنش های طولانی مدت را نشان می دهد. میزان رونوشت های مربوط به ژن AER در هر دو ژنوتیپ در روز اول تنش به طور معنی داری افزایش نشان داد. بیشترین میزان بیان این ژن در روز سوم و در ژنوتیپ حساس مشاهده شد با این وجود در روز ششم تنش میزان بیان این ژن در ژنوتیپ متحمل در مقایسه با ژنوتیپ حساس افزایش نشان داد. بیان این ژن در هر دو ژنوتیپ احتمالا می تواند به نقش عمومی تر این ژن در مقابله با تنش سرما در گیاه نخود اشاره کند. نتایج فوق نشان دهنده نقش مهم ژن های گفته شده به ویژه دو ژن ALDH و AKR در ایجاد تحمل به سرما در ژنوتیپ متحمل، که منجر به کاهش سطوح خسارت و افزایش ظرفیت در سیستم های دفاعی شد. کلمات کلیدی: سرما، نخود، اسیدچرب غیراشباع، پروتئین، آلدهیددهیدروژناز، آلدوکتوریدوکتاز، آلدهیدریدوکتاز، آلکنال ریدوکتاز
- Abstract
- Abstract Proteins can become oxidatively modified in many different ways. Carbonylation of proteins is an irreversible oxidative damage, often leading to a loss of protein function. Three enzymatic reactions for detoxifying reactive carbonyl species (RCS) and other carbonyls are known for plants: (1) the aldehyde dehydrogenase (ALDH) reaction to oxidize a carbonyl group to a carboxyl group. (2) The reduction of a carbonyl group to an alcohol which is catalyzed by aldo-keto reductase (AKR) and aldehyde reductase (ALR). (3) The reduction of the C-C double bond of RCS to form a saturated carbonyl, catalyzed by 2-alkenal reductase (AER). In this study, we assessed the changes of membrane fatty acid composition and defense machine along with damage indexes malondialdehyde and peroxide hydrogen in two chickpea (Cicer artietinum L.) genotypes (Sel96Th11439, cold-tolerant genotype, and ILC533, cold susceptible one) under control (23 °C) and days 1, 3 and 6 after exposing the seedlings to CS (4 °C). under CS, tolerant genotype prevented H2O2 accumulation which led to a decrease in damage indices (Malondialdehyde index) compared to susceptible one. The results also showed an increases in unsaturated fatty acids ratio compare to saturated ones in tolerance genotype compared to susceptible one which Which indicates an important role in maintaining the fluidity of the membrane and unsaturated fatty acids against lipid peroxidation Thus, by reducing the amount of MDA under cold stress especially on the sixth day of cold stress were highest unsaturated fatty acids. Relative gene expression of ALDH, AKR, ALR and AER (which inhibits aldehydes produced during lipid peroxidation) showed significant changes under cold stress that ALDH and AKR genes have highest expression in tolerant genotypes and the first day of the stress that can indicant the role of these genes in primary response of plants to cold stress. ALR gene expression indicating different results compared to AKR and ALDH
