Диференційна експресія генів протеїнів теплового шоку у нуту (Cicer arietinum L.) при відповіді на посуху
Анотація
Мета. Визначення генів, які кодують протеїни теплового шоку, що є потенційно придатними як молекулярні маркери для селекції на посухостійкість нуту. Методи. Аналізували 12 транскриптомів з двох генотипів нуту (Cicer arietinum L.) – Desi PI598080 (чутливий до посухи) та Kabuli Flip07 318C (стійкий) – у контрольних і стресових (імітація посухи) умовах. Вирівнювання нуклеотидних послідовностей проводили за допомогою програми Bowtie2. За використання двофакторного дисперсійного аналізу оцінювали вплив чинників «генотип» і «умови» та їх взаємодію на рівень експресії HSP-генів. Результати. Досліджено диференційну експресію HSP-генів нуту за різних умов зволоження. Частина HSP-генів (зокрема, 17.4 kDa class III HSP, 22.7 kDa class IV HSP, HSP2) проявили статистично значущі зміни експресії. Найбільш перспективним є 17.4 kDa class III HSP (LOC101511085), що продемонстрував залежність і від генотипу, і від умов, а також тенденцію до взаємодії «генотип × умови». Інші HSP-гени (18.2 kDa class I HSP, 18.5 kDa class I HSP тощо) переважно реагували на фактор «умови», не проявляючи істотних відмінностей між генотипами. Висновки. Поодинокі HSP-гени можуть слугувати маркерами стійкості нуту до посухи, оскільки їхня експресія залежить від генотипу. Водночас реакція більшості HSP-генів зумовлена передусім наявністю стресу. Результати дають підґрунтя для селекційних програм, спрямованих на виведення високопродуктивних і стресостійких сортів нуту, здатних забезпечувати стабільні врожаї в умовах обмеженого зволоження.
Посилання
Tomashevska O. Analysis of global chickpeas trade: prospects for Ukrainian agribusiness in the context of production and export of niche crops. Bioeconomics and agrarian business. 2024. Vol. 15(2). P. 91–102. https://doi.org/10.31548/economics15(2).2024.079.
Chernik I., Tryhuba O. Common chickpea (Cicer arietinum L.) – a prospective legume culture of the western forest steppe of Ukraine. Scientific Issue Ternopil Volodymyr Hnatiuk National Pedagogical University. Series: Biology. 2023. Vol. 83(3–4). P. 117–126. https://doi.org/10.25128/2078-2357.23.3-4.13.
Kovalenko O. Culture of chickpea: elements of cultivation under irrigation conditions of the southern steppe of Ukraine. Monograph : Innovation in modern science. 2023. P. 118–136. https://doi.org/10.30890/2709-2313.2023-20-02-016.
Li Y., Ruperao P., Batley J. et al. Investigating drought tolerance in chickpea using Genome-Wide Association Mapping and genomic selection based on whole-genome resequencing data. Frontiers in Plant Science. 2018. Vol. 9. Article 190. https://doi.org/10.3389/fpls.2018.00190.
Khassanova G., Oshergina I., Ten E. et al. Zinc finger knuckle genes are associated with tolerance to drought and dehydration in chickpea (Cicer arietinum L.). Frontiers in Plant Science. 2024. Vol. 15. Article 1354413. https://doi.org/10.3389/fpls.2024.1354413.
Xiang J., Chen X., Hu W. et al. Overexpressing heat-shock protein OsHSP50.2 improves drought tolerance in rice. Plant Cell Reports. 2018. Vol. 37. P. 1585–1595. https://doi.org/10.1007/s00299-018-2331-4.
Ni Z., Liu N., Yu Y., Bi C., Chen Q., Qu Y. The cotton 70-kDa heat shock protein GhHSP70-26 plays a positive role in the drought stress response. Environmental and Experimental Botany. 2021. Vol. 191. Article 104628. https://doi.org/10.1016/J.ENVEXPBOT.2021.104628.
Negussu M., Karalija E., Vergata C. Drought tolerance mechanisms in chickpea (Cicer arietinum L.) investigated by physiological and transcriptomic analysis. Retrieved from: www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0098847223002836.
Langmead B., Salzberg S. L. Fast gapped-read alignment with Bowtie 2. Nature Methods. 2012. Vol. 9 (4). P. 357–359. https://doi.org/10.1038/nmeth.1923.
R Core Team. R: A Language and Environment for Statistical Computing. R Foundation for Statistical Computing, Vienna. Retrieved from: https://www.R-project.org.
