Genetic Engineering and Biosafety Journal

fa بررسی بیان ژن‌های HSP90 ، PR1 و AGO2a در پاسخ دفاعی ارقام مختلف گوجه‌فرنگی به ویروس چروکیدگی قهوه‌ای گوجه‌فرنگی Expression of HSP90, PR1, and AGO2a During the Defensive Response of Tomato Cultivars to Tomato Brown Rugose Fruit Virus مهندسی ژنتیک میکروارگانیسم ها و ویروسها Microrganisms and Viruses پژوهشي Research <pre dir="RTL" style="margin-bottom:8px; text-align:justify"> ویروس چروکیدگی قهوه‌ای میوه گوجه‌فرنگی (Tomato brown rugose fruit virus) با نام علمی Tobamovirus fructirugosum  یکی از پاتوژن‌های نوظهور و به‌شدت خسارت‌زا در تولید گوجه‌فرنگی در جهان به‌شمار می‌رود. هدف این مطالعه، بررسی الگوی بیانی سه ژن کلیدی در پاسخ‌های دفاعی گیاه، شامل HSP90، PR1 و AGO2a، در دو رقم گوجه‌فرنگی با سطوح متفاوتی از تحمل به ویروس چروکیدگی قهوه‌ای میوه گوجه‌فرنگی بود. برای این منظور، گیاهان در مرحله چهاربرگی با استفاده از مایه‌زنی مکانیکی و با بهره‌گیری از یک جدایه تاییدشده ویروس آلوده شدند. نمونه‌برداری از برگ‌های فوقانی در سه بازه زمانی ۷، ۱۴ و ۲۱ روز پس از مایه‌زنی انجام گرفت و پس از استخراج RNA کل، حضور ویروس با آغازگرهای اختصاصی تایید شد. میزان بیان ژن‌های HSP90، PR1 و AGO2a با روش Real-Time PCR کمی‌سازی شد. نتایج نشان داد که در رقم متحمل، بیان هر سه ژن در پاسخ به آلودگی ویروسی به‌طور معنی‌داری افزایش یافت، بیان HSP90  وPR1 در تمامی زمان‌های نمونه‌برداری افزایش پایدار و مداومی را نشان داد. در مقابل، بیان AGO2a  در رقم متحمل در روز چهاردهم پس از آلودگی به طور قابل توجهی افزایش یافت و بالاتر از رقم حساس بود (P<0.0001). این الگو بیانگر فعال‌سازی پایدار و موثر مسیرهای دفاعی در رقم متحمل است. در مقابل، رقم حساس تغییرات اندک یا کاهشی در بیان ژن‌ها، به‌ویژه PR1، نشان داد که حاکی از عدم القای موثر پاسخ‌های دفاعی در این رقم است. افزایش هم‌زمان و هماهنگ بیان HSP90، PR1 و AGO2a در رقم متحمل، نشان‌دهنده نقش مکمل آن‌ها در ایجاد تحمل در برابر بیماری است. به‌نظر می‌رسد HSP90 با تثبیت پروتئین‌های مرتبط با دفاع، بستر مناسبی برای القای مسیرهای دفاعی فراهم کرده و PR1 به‌عنوان نشانگر فعال‌سازی مسیرهای وابسته به اسید سالیسیلیک، تاییدکننده کارآمدی این پاسخ‌ها است وAGO2a  از طریق واکنش خاموشی ژن به طور مستقیم با تکثیر ویروس مقابله می‌کند. در مجموع، این نتایج بر اهمیت فعال‌سازی سریع، قوی و پایدار ژن‌های دفاعی در ایجاد تحمل گیاه در برابر ویروس <a name="_Hlk214096789">T.</a> fructirugosum تاکید دارند و می‌توانند زمینه‌ساز توسعه راهکارهای اصلاح ژنتیکی، شناسایی نشانگرهای زیستی مولکولی و گزینش ارقام مقاوم در برنامه‌های به‌نژادی گوجه‌فرنگی باشند.</pre> <div style="text-align: justify;">Tomato brown rugose fruit virus (ToBRFV; Tobamovirus fructirugosum) is an emerging and highly destructive pathogen threatening tomato production worldwide. This study investigated the expression patterns of three key defense-related genes: HSP90, PR1, and AGO2a in two tomato cultivars exhibiting contrasting levels of tolerance to ToBRFV infection. Four-leaf–stage plants were mechanically inoculated with a verified viral isolate, and systemic leaf samples were collected at 7, 14, and 21 days post-inoculation (dpi). Total RNA was extracted, viral presence was confirmed using specific primers, and gene expression was quantified by real-time PCR. In the tolerant cultivar, all three genes were significantly upregulated following infection. HSP90 and PR1 displayed a sustained and consistent increase across all sampling times, while AGO2a showed a marked induction at 14 dpi, reaching levels significantly higher than those in the susceptible cultivar (P < 0.0001). These expression profiles indicate the activation of stable and effective defense pathways in the tolerant cultivar. By contrast, the susceptible cultivar exhibited minimal or even decreased expression of these genes, particularly PR1, suggesting ineffective induction of antiviral defenses. The coordinated upregulation of HSP90, PR1, and AGO2a in the tolerant cultivar highlights their complementary roles in disease mitigation: HSP90 likely stabilizes defense-related proteins, PR1 serves as a marker of salicylic acid–mediated signaling, and AGO2a contributes directly to viral suppression through RNA silencing. Overall, these findings underscore the importance of rapid and sustained activation of defense genes in conferring tolerance to ToBRFV and provide a molecular basis for breeding strategies, genetic improvement, and the identification of molecular markers for resistant tomato cultivars.  </div> تحمل بیماری, پروتئین‌ شوک حرارتی, حساسیت به بیماری, خاموشی ژن, ژن‌های PR, واکنش‌های بیان ژن disease resistance, heat shock protein (HSP90), disease susceptibility, gene silencing, PR genes, gene expression responses 36 47 http://gebsj.ir/browse.php?a_code=A-10-286-4&slc_lang=fa&sid=1 Golbanoo Azizpour گلبانو عزیزپور golbanoo.azizpoor@gmail.com 10031947532846006042 0009-0000-3458-062X No Department of Plant Protection, Faculty of Agricultural sciences, University of Guilan, Rasht, Iran. بیماری‌ شناسی گیاهی، گروه گیاهپزشکی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه گیلان، رشت، ایران. Ahmad Rohibakhsh احمد روحی بخش a_rouhibakhsh1966@yahoo.com 10031947532846006043 10031947532846006043 No Department of Plant Protection, Faculty of Agricultural sciences, University of Guilan, Rasht, Iran. گروه گیاهپزشکی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه گیلان، رشت، ایران. Davoud Koolivand داود کولیوند koolivand@znu.ac.ir 10031947532846006044 10031947532846006044 Yes Department of Plant Protection, Faculty of Agriculture, University of Zanjan, Zanjan, Iran, گروه گیاهپزشکی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران. Shahrokh Ghovvati شاهرخ قوتی Ghovvati@guilan.ac.ir 10031947532846006045 10031947532846006045 No Department of Animal Sciences, Faculty of Agricultural sciences, University of Guilan, Rasht, Iran. گروه علوم دامی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه گیلان، رشت، ایران