New Cellularand Molecular Biotechnology Journal

fa بازسازی شبکه‌های ژنی دخیل در پاسخ به تنش خشکی درگیاه جو Reconstruction of Gene Networks Involved in Response to Drought Stress in Barley ژنتیک Genetics مقاله پژوهشی Research Article سابقه و هدف: با توجه به اهمیت تنش خشکی و نظر به اینکه تحمل به تنش خشکی صفتی چند ژنی میباشد، هدف پژوهش حاضر بازسازی شبکه ژنی درگیر و شناسایی ژن‌های کلیدی دخیل در تنش خشکی درگیاه جو با استفاده از تجزیه و تحلیل داده‌های ریزآرایه و همچنین شناسایی فرایندهای موثر بوده است. مواد و روشها: تمامی ژن‌های دارای بیان افتراقی (≤ 5/2 و≥ 5/2-) در بین تمامی آزمایشات ریزآرایه انجام شده ، با استفاده از نرم‌افزار Genevestigator شناسایی شدند. ترسیم شبکه برهم‌کنش پروتئینی و شناسایی ژنهای کلیدی با استفاده از نرم‌افزار Cytoscape و بررسی هستی شناسی ژنها بوسیله نرم افزار AgriGO صورت گرفت. یافته ها: نتایج بدست آمده از بازسازی شبکه برهم‌کنش پروتئینی منجر به شناسایی 14 و 15 ژن کلیدی دخیل در تنش خشکی به ترتیب در مرحله نموی رویشی و زایشی شد.  بحث: براساس نتایج بدست آمده، از موثرترین ژنهای کلیدی دخیل در تحمل به تنش خشکی میتوان به ژنهای عوامل رونویسی ARF1، ABF3، DREB1A، DREB2A،HY5  و  HYHاشاره کرد.  نتیجه گیری: بررسی هستی شناسی ژنهای پاسخدهنده به خشکی و هاب روشن ساخت که تنظیم فرایندهای زیستی، فرایندهای متابولیسمی، کنترل دوره نوری و فتوسنتز و همچنین تنظیم زمان گلدهی از مهمترین فرآیندهای تاثیر گذار بر این تنش میباشند. Aim and Background: Considering the importance of drought stress, and the fact that drought tolerance is a multigenic trait, the objective of the current research was reconstruction of the related gene network and identification of the involved key genes in barley, through microarray data analysis as well as gene ontology enrichment test. Materials and Methods: To achieve this goal, all the differentially expressed genes (-2.5 ≤Fold change≤ 2.5) at drought stress conditions among the available barley microarray datasets were identified using Genevestigator web-based tools. Reconstruction of protein–protein interactions (PPIs) network and hub gene analysis were accomplished using Cytoscape software. Gene ontology enrichment analyses were done by AgriGo tools. Results: Hub gene analysis led to the identification of 14 and 15 unique genes in vegetative and reproductive stages, respectively, which were considered as the most effective genes in response to drought stress. Conclusion: Based on the achieved results, ARF1, ABF3, DREB1A, DREB2A, HY5, and HYH can be introduced as the most effective key genes involved in drought stress tolerance. Moreover, gene ontology analysis of the differentially expressed and hub genes demonstrated transcriptional regulation, processes of protein metabolism, photoperiod control, photosynthesis and hormonal signaling by protein kinases and also flowering time control play vital a role in the major and effective processes involved in drought tolerance. گیاه جو, تنش خشکی, شبکه‌های زیستی, ژن هاب Barley, Drought stress, Biological network, Hub genes 39 48 http://ncmbjpiau.ir/browse.php?a_code=A-10-1184-3&slc_lang=fa&sid=1 Seyede Mehri Javadi سیده مهری جوادی 10031947532846007933 10031947532846007933 No Department of Plant Breeding, Science and Research Branch, Islamic Azad University Tehran, Iran 1. گروه زراعت و اصلاح نباتات دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران، ایران Zahra-Sadat Shobbar زهرا سادات شُبَّر shobbar@abrii.ac.ir 10031947532846007934 10031947532846007934 Yes Department of Systems Biology, Agricultural Biotechnology Research Institute of Iran, Education and Extension Organization (AREEO), Karaj, Iran 2. گروه پژوهشی زیست‌شناسی سیستم‌ها، پژوهشگاه بیوتکنولوژی کشاورزی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران Asa Ebrahimi آسا ابراهیمی 10031947532846007935 10031947532846007935 No Department of Plant Breeding, Science and Research Branch, Islamic Azad University Tehran, Iran 1. گروه زراعت و اصلاح نباتات دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران، ایران Maryam Shahbazi مریم شهبازی 10031947532846007936 10031947532846007936 No Department of Molecular physiology, Agricultural Biotechnology Research Institute of Iran, Education and Extension Organization (AREEO), Karaj, Iran 3. گروه پژوهشی فیزیولوژی مولکولی، پژوهشگاه بیوتکنولوژی کشاورزی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران