شبکه‌های تنظیم ژنی، منبع اطلاعات ارزشمند برای اصلاح ژنتیکی

منتشر شده در پنج شنبه, 18 آبان 1396 20:24

ترسیم شبکه‌های تنظیم ژنی به صورت گراف‌هایی که ارتباط ژن‌های مختلف را با یکدیگر و با تحریک‌کننده‌های محیطی نشان می‌دهند امروزه امکان‌پذیر شده است. اما این که این شبکه‌ها می‌توانند چه اطلاعاتی به اصلاحگران دهند، هنوز به شکل دقیق مورد تفحص قرار نگرفته است.

پژوهشگران، با ترسیم شبکه تنظیم ژنی برای گیاه آرابیدوپسیس تحت دو تنش سرما و خشکی به نتایج جالبی رسیدند و مدلی برای تحلیل چنین شبکه‌هایی به دست آوردند. آن‌ها شاخص‌هایی از قبیل درجه ( نمایانگر تعداد خام ژن‌های در ارتباط با ژن هدف)، مرکزیت نزدیکی (نمایانگر میزان فاصله ژن هدف نسبت به ژن‌های دیگر شبکه)، مرکزیت بینابینی ( نمایانگر تعداد مسیرهایی که بین ژن‌های شبکه رسم می‌شود و از ژن مد نظر ما می‌گذرد) و  . . . که برای تحلیل شبکه‌ها استفاده می‌شوند را برای هر ژن محاسبه نموده و به این نتیجه رسیدند که تفاوت معناداری میان شبکه تحت تنش سرما و خشکی موجود است.

شبکه تنظیم ژنی آرابیدوپسیس تحت تنش خشکی ، «درجه» و «مرکزیت» کمتری نسبت به شبکه تنظیم ژنی آرابدوپسیس تحت تنش سرما نشان داد. به این ترتیب، می‌توان نتیجه گرفت که ژن‌های دخیل در پاسخ گیاه به تنش خشکی، سریعتر و ساده‌تر از ژن‌های دخیل در پاسخ گیاه به تنش سرما، تنظیم می‌شوند، چون از اجزای کمتری از شبکه تأثیر می‌پذیرند و تأثیر کمتری بر سایر فعالیت‌های گیاه می‌گذارند.  همچنین تنوع ژنوتیپ‌ها در تحمل به خشکی طیف وسیع‌تری از حالت‌ها را نسبت به تحمل به سرما نشان خواهد داد که با مشاهدات هماهنگ است.

طبق این مدل ، پیشنهاد پژوهشگران برای انتخاب ژن به هدف اصلاح ژنتیکی برای تحمل تنش این است که ژن‌های تنظیمی با حداقل درجه و مرکزیت انتخاب شوند تا کمترین تأثیر را بر سایر ویژگی‌های گیاه مانند میزان محصول داشته باشند. به این ترتیب ترسیم این شبکه‌ها و چنین تحلیل‌هایی می‌تواند راه خود را برای کاربرد در عرصه کشاورزی و تأمین امنیت غذایی در شرایط محیطی رو به تغییر بیابد.

مترجم: محسن رحیمی نژاد

مجله زیست فن

منبع خبر

مقاله منبع

گروه: اصلاح ژنتیکی

• اصلاح ژنتیکی