دراسة الجينSYP61/OSM1 في نبات الارابيدوبسيس تحت إجهاد الجفاف
الكلمات المفتاحية:
نبات الأرابيدوبسيس، الإجهاد المائي، الطفرات الوراثية، استجابة النبات، الجيناتالملخص
يعتبر الجفاف من الإجهادات البيئية اللاحيائية الرئيسة التي تؤدي إلى تدهور النمو الإنتاجية للمحاصيل الزراعية. تختلف النباتات طبيعيا، في حساسيتها للتأقلم للجفاف ودرجة تحملها له، وأكدت الأبحاث أن عدة جينات وعوامل نسخ تلعب دورا في استجابة النباتات لظروف نقص الماء. في هذه الدراسة تم اختيار الجين OSM1 (At1g28490) - والذي يشبه الجين -SYP61 لدراسته لأول مرة تحت ظروف الجفاف للنباتات النامية في التربة. اشتمل البحث على دراسة نباتات الطفرة osm1 (SALK_107167) مقارنة بالنباتات العادية المعرضة للجفاف. أكدت نتائج التعاقب القاعدي لنباتات الطفرة أن اﻠ T-DNA واقع في منطقة البروموتر للجين وهو الموقع الصحيح المحدد في قاعدة البيانات، غير أنه جزء بطول 86 زوجا قاعديا كان مفقودا عند الطرف الأيسر منه. بينت نتائج تحديد النمط الوراثي أن عملية الانعزال لنباتات الطفرة كانت وفق قواعد مندل للانعزال الوراثي. أوضحت نتائج النمط الظاهري أن نباتات الطفرة كانت أكثر حساسية لظهور أعراض الذبول مقارنة بالنباتات العادية، غير أن معدل البقاء لم يتأثر معنويا. هذه النتائج تدل على أن الجين OSM1 قد تكون له علاقة باستجابة نباتات الارابيدوبسيس لظروف نقص الماء، وهناك حاجة لدراسة مستوى التعبير الجيني له تحت هذه الظروف مع استخدام طفرة تحمل T-DNA في منطقة الجين.
التنزيلات
المراجع
[1.] Alonso J. M. and Stepanova A. N. (2003). T-DNA mutagenesis in Arabidopsis. Methods in molecular biology (Clifton, N.J.) 236 : 177-188.
[2.] Bowen R. (2000). Agarose gel electrophoresis of DNA. Available at: Boyer J. S. (1982) Plant productivity and environment.Science, 218:443-448
[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 high throughout functional genomics in plants. Plant Cell 13: 1499-1510.
[4.] Bray E.A. (1997). Plant responses to water deficit. Trends in Plant Science 2: 48-54.
[5.] 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.
[6.] Edwards K., Johnstone C., and Thompson C. (1991). A simple and rapid method for the preparation of plant genomic DNA for PCR analysis. Nucleic Acids Res. 19 : 1349.
[7.] Elhaj A. (2009), Molecular and Physiological investigations of Arabidopsis mutant lines under abiotic stress. School of Biology, Newcastle University, Newcastle upon Tyne, UK. A PhD thesis.
[8.] Harb A., Krishnan A., Ambavaram M. M. R., and Pereira A. (2010). Molecular and physiological analysis of drought stress in Arabidopsis reveals early responses leading to acclimation in plant growth. Plant Physiol. 154: 1254-1271.
[9.] LeshemY., Golani Y., Kaye Y., and Levine A. (2010). Reduced expression of the v-SNAREs AtVAMP71/AtVAMP7C gene family in Arabidopsis reduces drought tolerance by suppression of abscisic acid-dependent stomatal closure.Journal of Experimental Botany. 61 : 2615–2622.
[10.] Leung J.and Giraudat J. (1998). Abscisic acid and signal transduction. Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol. 49: 199-222.
[11.] Krysan P.J., Young J.C., and Sussman M.R. (1999) T-DNA as an insertional mutagen in Arabidopsis. Plant Cell 11: 2283-2290.
[12.] Feldmann K. A. (1991). T-DNA insertion mutagenesis in Arabidopsis: Mutational spectrum. Plant Journal 1: 71-82.
[13.] Gandhi R., Matheshwari S.C. ,Khurana J., and Khurana P. (2001). Genetic and molecular analysis of Arabidopsis thaliana (ecotype ‘Estland’) transformed with Agrobacterium vitro cell. Develop. Biol. Plant .37: 629-637.
[14.] Gheysen G., Villarroel R., and Van Montagu M. (1991). Illegitimate recombination in plants: A model for T-DNA integration. Genes and Development 5: 287-297
[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.] Higgins D. G. and Sharp P.M. (1988). CLUSTAL: A package for preforming multiple sequence alignment on a microcomputer. Gene 73: 237-244.
[17.] Hobbs S. L. A., Kpodar P., and Delong C.M.O. (1990) The effect of T-DNA copy number, position and methylation on reporter gene expression in tobacco transformants. Plant Mol. Biol. 15: 851-864.
[18.] Marris E. (2008). Water: more crop per drop. Nature 452: 273-277.
[19.] Mayerhofer R., Koncz-kalman Z., Nawrath C., Bakkeren G., Crameri A., Angelis K., Redei G. P., Schell J., Hohn B., and Koncz C. (1991) T-DNA integration: A mode of illegitimate recombination in plants. EMBO Journal 10: 697-704.
[20.] Neill S.J. and Burnett E.C. (1999) Regulation of gene expression during water deficit stress. Plant Growth Regulation 29 : 23-33.
[21.] 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. BioScience37: 38-48.
[22.] Pan X., Liu H., Clarke J., Jones J., Bevan M., and Stein L. (2003). ATIDB: Arabidopsis thaliana insertion database. Nucleic Acids Research. 31: 1245-1251.
[23.] Radhamony R. N., Prasad A.M., and Srinivasan R. (2005) T-DNA insertional mutagenesis in Arabidopsis: A tool for functional genomics. Electronic Journal of Biotechnology 8: 82-106.
[24.] Sanderfoot A.A., Kovaleva, V., Bassham, D. C.,andRaikhle, N.V. (2001). Interactions between Syntaxins identify at least five SNARE complexes within the golgi/prevacuolar system of the Arabidopsis cell. Molecular Biology of the Cell 12:3733-43.
[25.] Sessions A., Burke E., Presting G., Aux G., McElver J., Patton D., Dietrich B., Ho P., Bacwaden J., Ko C., Clarke J.D., Cotton D., Bullis D., Snell J., Miguel T., Hutchison D., Kimmerly B., Mitzel T., Katagiri F., Glazebrook J., Law M., and Goff S. A. (2002). A high-throug out Arabidopsis reverse genetics system. Plant Cell 14: 2985-2994
[26.] 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.
[27.] SIGnAL (2000). Arabidopsis sequence indexed T-DNA insertion In http: 11 signal. Salk. Edu/ tdna-fa 95. Html.
[28.] Yang T., Zhang L., Zhang T., Zhang H., Xu S., and An L. (2005). Transcriptional regulation network of cold-responsive genes in higher plants. Plant Science 169 : 987-995.
[29.] Zhu J., Gong Z., Zhang C., Song C.P., Damsz B., Inan G., Koiwa H., Zhu J.K., Hasegawa P.M., and Bressan R.A. (2002). OSM1/SYP61: A syntaxin protein in Arabidopsis controls abscisic acid-mediated and non-abscisic acid-mediated responses to abiotic stress. Plant Cell 14 : 3009-3028.
[30.] The Arabidopsis Genome Initiative (TAGI) (2000) Analysis of the genome sequence of the flowering plant Arabidopsis thaliana. Nature 408 : 796-815.
[31.] QIAGEN (2002) QIAQUICK Spin Handbook available at:
[32.] Van der GRAAFF E., and Hooykaas P. J. J. (1996) Improvements in the transformation of Arabidopsis thaliana C24 leaf-discs by Agrobacteriumtumefaciens. Plant Cell Rep. 15 : 572-577.
