مقاله انگلیسی و فارسی جوانه گل­ها و بذور سیب طی فرآیند خواب

مقاله انگلیسی و فارسی جوانه گل­ها و بذور سیب طی فرآیند خواب

اسلاید 1: بِسْمِ اللَّهِ الرَّحْمَنِ الرَّحِيمِ

اسلاید 2: نام استاد:نام تهيه كننده:موضوع مقاله: جوانه گل­ها و بذور سیب طی فرآیند خواب

اسلاید 3: آنالیز بیان ژن MdCIbHLH1 در جوانه گل­ها و بذور سیب طی فرآیند خوابExpression Analysis of the MdCIbHLH1 Gene in Apple Flower Buds and Seeds in the Process of Dormancy

اسلاید 4: چکیده1فاکتور رونویسی bHLH که در دمای پایین القا می­شود در سیب یافت می­شود (Malus × domestica Borkh.). به منظور درک ویژگی­های توالی ژن، آنالیز بیوانفورماتیکی انجام گرفت. علاوه بر این، الگوهای بیان ژن در دانه­ها و جوانه­های گل جانبی سیب طی دوره شکست خواب توسط RT-PCR نیمه کمی مورد بررسی قرار گرفت. بر اساس پیشگویی ساختار ثانویه، نتایج نشان داد که ساختار پروتئین MdCIbHLH1 عمدتا شامل مارپیچ آلفا-هلیکس و کویل تصادفی است، در حالی که صفحات بتا و رشته­ طویل کمتری داشت. آنالیز RT-PCR نیمه کمی نشان داد که الگوهای بیان MdCIbHLH1 در دانه­های سیب و جوانه­های گل جانبی در طول دوره شکست خواب مشابه بود. قبل از دوره خواب، سطح بیان MdCIbHLH1 بالا بود و طی دوره شکست خواب به تدریج کاهش یافت. این امر نشان داد که MdCIbHLH1 ممکن است نقش مهمی در شکست خواب دانه­ها و جوانه­های جانبی سیب داشته باشد. A bHLH transcription factor that is induced by low temperature was found in apple (Malus × domestica Borkh.). To understand the sequence characteristics of the gene, bioinformatics analysis was performed. Furthermore, gene expression patterns of the laminated apple seeds and lateral flower buds were analyzed during the period of dormancy release with semi-quantitative RT-PCR. Based on secondary structure predictions, the results showed that the MdCIbHLH1 protein structure mainly included α-helix and random coil, while β-sheet and extended strand content was less. Semi-quantitative RT-PCR analysis showed that the expression patterns of MdCIbHLH1 were similar in laminated apple seeds and lateral flower buds during the period of dormancy release. Before dormancy release, expression levels of MdCIbHLH1 were high and gradually de creased during the period of dormancy release. These results indicated that MdCIbHLH1 might play an important role during dormancy release in apple seeds and apple buds. Abstract

اسلاید 5: مقدمهپروتئین های bHLH دومین خانواده فاکتور رونوشت (TF) بزرگ در گیاهان را تشکیل می دهند. 162 ژن رمزگذار پروتئین bHLH در Arabidopsis thaliana وجود دارد (بیلی و همکاران ، 2003). bHLH ها از یک حوزه اتصال DNA ترمینال N و یک منطقه HLH ترمینال C تشکیل شده اند (Carretero-Paulet et al.، 2010). آنها در توسعه گیاهان (Heim و همکاران ، 2003) ، سیگنالینگ هورمونی (Abe و همکاران ، 1997 ؛ Friedrichsen و همکاران ، 2002 ؛ Yin و همکاران ، 2005 ؛ لی و همکاران ، 2006) و تنش خشکی نقش محوری دارند. پاسخ ها (د پاتر و همکاران ، 1997 ؛ اسمولن و همکاران ، 2002). bHLH TFs در گیاهان بیان ژن های پایین دست را معمولاً با اتصال به عناصر سیس-فعال E-Box (CANNTG) در منطقه pro moter این ژن ها به صورت همودیمر یا هترو دایمر تنظیم می کنند (فلر و همکاران ، 2011) به عنوان مثال ، Chinnusamy و همکاران (2003) دریافت که Arabidopsis bHLH TF ICE1 (القا of کننده بیان CBF 1) با اتصال به عنصر E-box موجود در پروموتر CBF3 به طور خاص بیان CBF3 و ژن های هدف جریان پایین آن را فعال می کند تا مقاومت سرما در گیاه را بهبود بخشد استرس سرماخوردگی Fursova و همکاران (2009)The bHLH proteins comprise the second largest transcrip tion factor (TF) family in plants. There are 162 genes encoding bHLH proteins in Arabidopsis thaliana (Bailey et al., 2003). bHLHs are composed of an N-terminal DNA binding domain and a C-terminal HLH region (Carretero-Paulet et al., 2010). They play pivotal roles in plant development (Heim et al., 2003), hormone signaling (Abe et al., 1997; Friedrichsen et al., 2002; Yin et al., 2005; Lee et al., 2006) and drought stress responses (de Pater et al., 1997; Smolen et al., 2002). The bHLH TFs in plants regulate the expression of downstream genes usually by binding to the E-Box (CANNTG) cis-acting elements at the pro moter region of these genes in the form of homodimers or heterodimers (Feller et al., 2011). For example, Chinnusamy et al. (2003) found that Arabidopsis bHLH TF ICE1 (inducer of CBF expression 1) activated the expression of CBF3 and its down stream target genes by binding to the E-box element present in the promoter of CBF3 specifically to improve cold resistance of the plant under cold stress. Fursova et al. (2009) Introduction 2

اسلاید 6: مقدمهbHLH TF ICE2 دیگری را در Arabidopsis thaliana جدا کرد که می تواند فشار CBF1 / DREB1B TF را افزایش دهد تا مقاومت به گیاه را بهبود بخشد (هو و همکاران ، 2013). پروتئین JAZ (دامنه ZIM Jasmonate) ، به عنوان یک مهار کننده مسیر سیگنال اسید جاسمونیک گیاهی ، می تواند با bHLH TFs ، ICE1 و ICE2 تعامل داشته باشد ، بنابراین مانع فشار فشار CBF و ژن های هدف پایین دستی آن می شود تا بر مقاومت به سرما در گیاهان تأثیر بگذارد. ژائو و دیگران (2013) دریافت که bHLH TF MaMYC2 در تعامل با MaICE1 است و بیان ژنهای مقاومت پایین دست را تنظیم می کند تا مقاومت به سرما در میوه موز را بهبود بخشد. علاوه بر این ، bHLH TF های مربوط به دوره نوری ، PIF4 و PIF7 با اتصال به CBF1 و CBF2 پروموتر منطقه G جعبه ها (CACGTG) و CBF3 پروموتر الکترونیکی منفی بیان CBF ها را تنظیم می کنند (کیدوکورو و دیگران ، 2009 ؛ لی و توماشو ، 2012).isolated another bHLH TF ICE2 in Arabidopsis thaliana that could promote ex pression of the CBF1/DREB1B TF to improve cold resistance of the plant (Hu et al., 2013); JAZ (Jasmonate ZIM-domain) protein, as a plant jasmonic acid signal pathway inhibitor, can interact with bHLH TFs, ICE1 and ICE2, thus inhibiting ex pression of CBF and its downstream target genes to affect cold resistance in plants. Zhao et al. (2013) found that bHLH TF MaMYC2s interacts with MaICE1 and regulates expression of the downstream resistance genes to improve cold resistance in banana fruit. In addition, the photoperiod-related bHLH TFs, PIF4and PIF7 negatively regulate the expression of CBFs by binding to CBF1 and CBF2 promoter region G-boxes (CACGTG) and the CBF3 promoter E-box (Kidokoro et al., 2009; Lee and Thomashow, 2012).Introduction 3

اسلاید 7: مقدمهدر برنج ، bHLH TF rd22BP1 قادر است به جعبه E پروموتر ژن rd22 متصل شود و سپس رونویسی آن را تنظیم می کندو تحمل گیاه به تنش غیرزیستی را افزایش می دهد (آبه و همکاران ،1997) بیان بیش از حد ژن OsbHLH2 می تواند باعث افزایش شودظرفیت آنتی اکسیدانی گیاهان تراریخته در برنج وحشی (ژو و همکاران ، 2009). علاوه بر این ، بیان بیش از حد هترولوگ Poncirus bHLH TF ، PtrbHLH ، در تنباکو و لیمو می تواند تحمل انجماد را به میزان قابل توجهی افزایش دهد. مطالعه بیشتر نشان داد که ژن PtrbHLH می تواند به پروموتر ژن POD متصل شده و بیان آن را تنظیم کند ، این امر باعث ترشح ROS تحت تنش دمای پایین می شود (هوانگ و همکاران ، 2013).In rice, the bHLH TF rd22BP1 is able to bind to the rd22 gene promoter E-box and then regulates its transcriptionand increases plant tolerance to abiotic stress (Abe et al.,1997). Overexpression of the OsbHLH2 gene can increase theantioxidant capacity of transgenic plants in wild rice (Zhou et al., 2009). In addition, heterologous overexpression of the Poncirus bHLH TF, PtrbHLH, in tobacco and lemon can significantly enhance freezing tolerance. Further study found that the PtrbHLH gene can bind to the promoter of the POD gene and regulate its expression, which promotes clearance of ROS under low temperature stress (Huang et al., 2013).Introduction 4

اسلاید 8: مقدمهشروع و خاتمه خواب در درختان میوه برگریز یک روند تدریجی است. دما ، دوره نوری و آب تأثیر می گذارد خواب جوانه و رها سازی با این حال ، دما عامل اصلی تأثیرگذار است (اشمیتز و همکاران ، 2014) ، به ویژه برای درختان سیب و هلو. خواب فیزیولوژیکی و آزاد شدن جوانه های میوه به متابولیسم ، تنظیم هورمون ، جذب و انتقال مواد مغذی و انتقال سیگنال مربوط می شود. این فرایندها با تنظیم بیان ژن در ارتباط هستند (وانگ و همکاران ، 2008 ؛ فوتیت و همکاران ، 2013 ؛ فو و همکاران ، 2014). بیان بیش از حد ژن CBF1 باعث تحمل سرما در توت فرنگی های تراریخته در مقایسه با گروه شاهد می شود (یوان و همکاران ، 2006 ؛ جین و همکاران ، 2007). در سیب ، بیان بیش از حد هترولوگ ژن Prunus persica CBF1 (PpCBF1) نه تنها تحمل گیاه را به دمای پایین افزایش می دهد ، بلکه یک فنوتیپ حالت خواب معمولی را نشان می دهد ، که نشان می دهد ژن CBF ممکن است از نزدیک با خواب باشد (Wisniewski و همکاران ، 2011) . آزمایشگاه bHLH TF ناشی از دمای پایین را به نمایش گذاشت. Arabidopsis تراریخته ، توتون و سیب توانستند تحمل سرما را افزایش دهند (فنگ و همکاران ، 2012). یافته های این مطالعه نشان داد که TF های bHLH با تنظیم بیان رونویسی CBF ممکن است در انتشار خواب در سیب نقش داشته باشند.The start and termination of dormancy in deciduous fruit treesis a gradual process. Temperature, photoperiod, and water affectbud dormancy and release; however, temperature is the main influentialfactor (Schmitz et al., 2014), especially for apple and peach trees. Physiological dormancy and release of fruit buds are related to metabolism, hormone regulation, absorption and transport of nutrients, and signal transduction. These processes are linked to the regulation of gene expression (Wang et al., 2008;Footitt et al., 2013; Fu et al., 2014). Overexpression of the CBF1 gene enhanced cold tolerance in transgenic strawberries compared with controls (Yuan et al., 2006; Jin et al., 2007). In apple, heterologous overexpression of the Prunus persica CBF1 gene (PpCBF1) not only increased plant tolerance to low temperatures but also showed a typical dormancy phenotype, which suggested that the CBF gene may be closely related to dormancy(Wisniewski et al., 2011). The laboratory prescreened a bHLH TF induced by low temperature. Transgenic Arabidopsis, tobacco, and apples were able to enhance cold tolerance (Feng et al., 2012). The findings of this study indicated that the bHLH TFs may be involved in dormancy release in apple by regulating CBF transcription expression.Introduction 5

اسلاید 9: مقدمهدر این مطالعه ، ما بیان MdCIbHLH1 را تحلیل کردیمناشی از درجه حرارت پایین در جوانه های گل سیب و بذرها در روند خواب و آزاد سازی ، که مرجعی برای آشکار سازی مکانیسم آزاد شدن خواب جوانه های گل سیب در سطح مولکولی فراهم می کند.In this study, we analyzed the expression of MdCIbHLH1induced by low temperatures in apple flower buds and seeds in the process of dormancy and release, which provided a reference for revealing the mechanism of apple flower bud dormancy release on a molecular level. Introduction 6

اسلاید 10: مواد و روش ها2.1 ماده ی گیاهیجوانه های گل سیب Malus × domestica ‘Royal Gala’) ) بودندگرفته شده از شهر Xiazhang ، شهر Taian ، استان شاندونگ درمراحل مختلف خواب (10 دسامبر 2012 ، 12 فوریه 2013 ، 6 مارس 2013 ، 23 مارس 2013 ، 30 مارس 2013 ، آوریل6 ، 2013 و 13 آوریل 2013). پس از نمونه برداری ،جوانه های گل برای استخراج RNA بلافاصله در نیتروژن مایع منجمد شدند. تجزیه و تحلیل هر نوع نمونه پنج بار تکرار شد.دانه های سیب انتخاب شده قرار داده شد تا به مدت 24 ساعت در آب خیسانده شودو سپس با ماسه خوب رودخانه (شن و ماسه: دانه = 4: 1) در مخلوط شدندطبقه بندی 4 درجه سانتیگراد. تعداد بذرهای جوانه زده هر 10 روز مشاهده و شمارش شد.2.1. Plant materialApple (Malus × domestica ‘Royal Gala’) flower buds weretaken from Xiazhang Town, Tai’an City, Shandong Province atdifferent stages of dormancy (December 10, 2012, February 12, 2013, March 6, 2013, March 23, 2013, March 30, 2013, April6, 2013, and April 13, 2013). After the sample was taken, theflower buds were immediately frozen in liquid nitrogen for RNA extraction. The analysis of each type of sample was repeated five times.The chosen apple seeds were placed to soak in water for 24 hand then were mixed with fine river sand (sand:seed = 4:1) at4 °C cold stratification. The number of germinated seeds was observed and counted every 10 d.Materials and methods7

اسلاید 11: مواد و روش ها82.2. تحلیل بیوانفورماتیک MdCIbHLH1توالی اسید آمینه MdCIbHLH1 ، پروتئین مولکولیوزن ، نقطه ایزوالکتریک و شاخص پایداری بدست آمدبا کمک Proteomics Server (http://web.expasy.org/protparam /). حوزه آبگریزی و دامنه غشایی با استفاده از Protscale (http://web.expasy.org/protscale/) و TMMMM (http://www.cbs.dtu.dk/services/TMHMM/) تجزیه و تحلیل شد. ساختار سوم و ساختار ثانویه پروتئین ها به ترتیب با استفاده از SWISS-MODEL (http://swissmodel.expasy.org/) و SOPMA (http://npsa-pbil.ibcp.fr/) پیش بینی شدند. از برنامه MEGA 4.0 برای ساخت درختان فیلوژنتیک برای پروتئین های bHLH استفاده شد. برای برآورد فیلوژنتیک از معیارهای همسایه پیوستن (NJ) استفاده شد.2.2. Bioinformatics analysis of MdCIbHLH1The MdCIbHLH1 amino acid sequence, protein molecularweight, isoelectric point, and stability index were obtainedwith the help of Proteomics Server (http://web.expasy.org/protparam/). The hydrophobicity and transmembrane domain wereanalyzed using Protscale (http://web.expasy.org/protscale/) andTMHMM (http://www.cbs.dtu.dk/services/TMHMM/). The tertiarystructure and secondary structure of the proteins werepredicted using SWISS-MODEL (http://swissmodel.expasy.org/) and SOPMA (http://npsa-pbil.ibcp.fr/), respectively. The MEGA 4.0 program was used to construct phylogenetic trees for the bHLH proteins. Neighbor-joining (NJ) distance criteria were usedfor phylogenetic estimation.Materials and methods

اسلاید 12: مواد و روش ها92.3 تجزیه و تحلیل بیان MdCIbHLH1 در دوره های مختلف خوابیدنRNA کل از دوره های مختلف سیب استخراج شدجوانه های گل و دانه های سیب لمینیت با استفاده از RNAplant plusمعرف (تیانگن ، چین). cDNA رشته اول سنتز شدبا استفاده از یک کیت معرف PrimeScript ™ RT با پاک کن gDNA (عالی است زمان واقعی) (TaKaRa ، چین) با توجه به تولید کنندهدستورالعمل ها.مخلوط واکنش PCR حاوی 200 نانوگرم cDNA (ترانس ،چین) در حجم واکنش 25 میکرولیتر. برای RTPCR نیمه کمیواکنش ها ، تعداد چرخه های واکنش 28-32 بود. هر یکمحصول PCR با الکتروفورز ژل آگارز 1٪ مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت.از آغازگرهای زیر در RTPCR نیمه کمی استفاده شد:MdCIbHLH1-F: 5′-ATGGACGACAGG GAGGAC-3 ،MdCIbHLH1-R: 5′-GGAGGAGGAAGAGTCTCCA C-3. MdActinکنترل بود2.3. Expression analysis of MdCIbHLH1 at different periods of dormancyTotal RNAs were extracted from different periods of appleflower buds and laminated apple seeds using RNAplant plusReagent (Tiangen, China). First-strand cDNA was synthesizedusing a PrimeScript™ RT reagent Kit with gDNA Eraser (PerfectReal Time) (TaKaRa, China) according to the manufacturer’sinstructions.The PCR reaction mixture contained 200 ng cDNA (Trans,China) in a 25 μL reaction volume. For the semi-quantitative RTPCRreactions, the numbers of reaction cycles were 28–32. EachPCR product was analyzed with 1% agarose gel electrophoresis.The following primers were used in semi-quantitative RTPCR:MdCIbHLH1-F: 5′-ATGGACGACAGG GAGGAC-3′,MdCIbHLH1-R: 5′-GGAGGAGGAAGAGTCCA C-3′. MdActinwas control.Materials and method