Genetic Engineering and Biosafety Journal

fa بررسی نقش ژن P5CS1 در القای حافظه تنش خشکی در Arabidopsis thaliana Investigation of the expression pattern of the P5CS1 in dehydration stress transcriptional memory in Arabidopsis thaliana مهندسی ژنتیک گیاهی Plant پژوهشي Research <div style="text-align: justify;">گیاهان در محیط طبیعی خود به طور مکرر با دوره‌های کمبود آب مواجه می‌شوند. برخی گیاهان پس از مواجهه مجدد با تنش مشابه، پاسخ تشدیدشده‌ای از خود نشان می‌دهند که «حافظه تنش» نامیده می‌شود. در این پژوهش، نقش حافظه رونویسی ژن P5CS1  (آنزیم کلیدی در مسیر بیوسنتز پرولین) در پاسخ به تنشهای مکرر کم آبی در آرابیدوپسیس تالیانا  (Arabidopsis thaliana) بررسی شد. لاین تراریخته حامل ژن گزارشگر GUS تحت کنترل پروموتر P5CS1 در معرض دو سیکل تنش کم آبی (۴ ساعت) و آبیاری مجدد (۴ ساعت) قرار گرفت. رنگ‌آمیزی هیستوشیمیایی GUS بیان اندک این ژن در اولین تنش کم آبی (S1)، بیان قابل توجه در اولین آبیاری مجدد (R1) و بیان تشدیدشده در تنش کم آبی دوم (S2) و آبیاری مجدد دوم (R2) را نشان داد. میزان پرولین در هر سیکل افزایش یافت؛ این افزایش در اندام هوایی‌ پس از S2؛  و در ریشه‌ها پس از R2؛  نسبت به شاهد مشاهده شد. این نتایج نشان می‌دهد P5CS1 ژنی مربوط به حافظه تنش کم آبی است و بیان آن همراه با انباشت پرولین در مواجهه مکرر با تنش کم آبی تقویت می‌شود.</div>   <div style="text-align: justify;">Plants frequently encounter repeated episodes of water deficit in their natural environment. Some plants can acquire an enhanced stress response upon re-exposure to the same stress, a phenomenon termed "stress memory." This study investigates whether P5CS1, a key gene in proline biosynthesis, exhibits transcriptional memory in response to repeated dehydration stress in Arabidopsis thaliana. A transgenic line expressing the β-glucuronidase (GUS) reporter gene under the control of the P5CS1 promoter was subjected to two cycles of dehydration (4 h) and rehydration (4 h). Histochemical GUS staining revealed minimal expression after the first dehydration (S1), but strong expression after the first rehydration (R1) and significantly enhanced expression after the second dehydration (S2) and rehydration (R2). The proline content increased in each cycle; this increase was observed in the shoot after S2 and in the roots after R2 compared to the control. These results demonstrate that P5CS1 is a dehydration stress memory gene, with both its expression and proline accumulation being potentiated upon repeated exposure to water deficit. This work provides a functional link between proline metabolism and transcriptional memory in plant adaptation to recurring dehydration.</div>   P5CS1, پرولین, تنش کم آبی, حافظه تنش, حافظه رونویسی P5CS1, proline, dehydration stress, stress memory, transcriptional memory 0 0 http://gebsj.ir/browse.php?a_code=A-10-558-1&slc_lang=fa&sid=1 Alireza Seifi علیرضا سیفی arseifi@um.ac.ir 10031947532846006157 10031947532846006157 No Department of Biotechnology and Plant Breeding, Faculty of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad, Iran گروه بیوتکنولوژی و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد Hooman Rezaie nik هومن رضائی نیک hmrnik@gmail.com 10031947532846006158 10031947532846006158 Yes Department of Biotechnology and Plant Breeding, Faculty of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad, Iran گروه بیوتکنولوژی و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد Alireza Ramandi علیرضا رامندی alirezaramandi@gmail.com 10031947532846006159 10031947532846006159 No Department of Biotechnology and Plant Breeding, Faculty of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad, Iran گروه بیوتکنولوژی و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد Seyed Hassan Marashi سید حسن مرعشی marashi@um.ac.ir 10031947532846006160 10031947532846006160 No Department of Biotechnology and Plant Breeding, Faculty of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad, Iran گروه بیوتکنولوژی و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد