| المستخلص: |
في هذه الدراسة، تم استخدام تقنية (Methylation Sensitive Amplified Polymorphism) (MSAP) لتقييم مستويات إضافة مجموعة الميثيل إلى الحامض النووي الرايبوزي (DNA) في جذور البرسيم (Medicago spp)، حيث تم تعريض النباتات إلى مستويات مختلفة من تراكيز كلوريد الصوديوم (0.0, 8.0, 12.0, and 20.0 dS/m). وقد تم تحليل احدى عشر سلالة من سلالات البرسيم المحلي العماني، بالإضافة إلى صنف يتحمل الملوحة والذي تم استخدامه كشاهد في هذه التجربة. أوضحت النتائج إلى زيادة طفيفة في إضافة مجموعة الميثيل إلى الحامض النووي الرايبوزي (DNA) بعد تعريض النباتات المستويات عالية من ملوحة التربة. وأظهر تحليل العنقودي (Phylogenetic analysis) وباستخدام تقنية الـ (MSAP) انه يوجد اختلاف جيني واختلاف جيني مظهري بين أصناف البرسيم المدروسة يترافق مع تعرضها لظروف بيئية مالحة. وبناء على نتائج ال (MSAP) و(ELISA) وجدنا أنه عند تعرض النباتات إلى مستوى ملوحة عالية (m / DS 20)، ازداد مستوى الكلي لمجموعة الميثيل في الحامض النووي الرايبوزي (DNA) في النباتات. وأشار سلسلة التفاعل المتبلمر الكمي (qPCR) أنه يمكن حدوث هذه الظاهرة بسبب زيادة التعبير الجيني (overexpression) الجينات المسؤولة عن عملية إضافة مجموعة الميثيل إلى الحامض النووي الرايبوزي (methyltransferase homolog genes) (DNA). وأوضحت النتائج أن استخدام مادة (azacytidine-5) المثبطة لإضافة الميثيل للحامض النووي الرايبوزي تؤدي إلى خفض أطوال بادرات البرسيم والأوزان الجافة والطازجة، مما يشير إلى انخفاض محتمل في تحمل الملوحة للنباتات مما يعكس أهمية هذه العملية في الية مقاومة الملوحة في النبات.
وفي دراسة موازية، تم تحليل التسلسل الجيني (DNA methylation) باستخدام تقنية (bisulfide conversion and Illumina next-generation sequencing technologies) للحمض النووي المستخرج من أنسجة الجذور المعرضة الظروف طبيعية وكذلك تحت ظروف ملوحة عالية. في هذه الدراسة، تم التعرف على حوالي 50 مليون موقع متغير (DMSs)، %15 منها كان تغيرا معنويا (0.05 >p) من حيث إضافة مجموعة الميثيل. وأظهر التحليل أيضا أن 77% من ال (DMSs) كان من تسلسل (mCHH)، في حين 9.1 % و13.9% كان من تسلسل (mCHIG) و(mCG) على التوالي كما أوضحت الدراسة أن هناك زيادة كبيرة في مستويات ال (DNA methylation) في جميع التسلسلات المذكورة، تراوحت بين 11.7 % إلى 15.3% بسبب تأثير الملوحة. كما وتأكدت هذه المعلومات عن طريق تحليل ال (mass spectrometry analysis) حيث أظهرت النتائج وجود زيادة بنحو 19.4% من إجمالي مستويات (5mdC) عند تعرض النبات للملوحة. أوضحت أيضا النتائج بان تسلسل (mCG) في الغالب كان (hypomethylated) وتسلسل (mCHH) كان (hypermethylated) في موقع ال (promoter)، بينما تسلسل إلى (mCHH) في موقع ال(exon) في الغالب كان (hypomethylated) في نفس المنطقة. التنبؤ الوظيفي المعلوماتي للجينات المتأثرة بمستويات عالية من إضافة مجموعة الميثيل كشفوجود انزيمات وبروتينات لها علاقة بالوظائف والعمليات البيولوجية الخلوية المرتبطة باليات مقاومة الملوحة كشفت عملية تحليل الأيونات وجود مستوى عال من أيونات الصوديوم والكلورين في انسجه الجذور وأوراق البرسيم عند زراعتها في مستويات عالية من الملوحة مما يدل على القدرة المنخفضة لنبات البرسيم على استبعاد الأملاح بينما ازداد تركيز الحمض الأميني البرولین (proline) بشكل كبير في هذه الأنسجة. كما وعززت إضافة البرولین (proline pretreatment) في الوسط الغذائي على النمو وتحمل الملوحة في بادرات البرسيم مما يؤكد دور البرولين الإيجابي في الية مقاومة الملوحة في البرسيم. في هذه الدراسة تم تحديد إحدى وأربعون سلالة من سلالات البكتيريا ضمن المناطق الداخلية من جذور البرسيم عن طريق قراءة الشفرة الوراثية لجين الرايبوزوم (16S rRNA). بالإضافة إلى ذلك، تم دراسة الوفرة التفاضلية في هذا المجتمع البكتيري بعد تعرض النباتات للملوحة حيث تم الحصول على 29064 معلومة عالية الجودة من تسلسل ستة مكتبات جينية أعدت من انسجه البرسيم المعالجة والغير معالجة بالملوحة. وكشف تحليل الإحصائي أن وفرة 70% من سلالات البكتيريا (p≤ 0.05) تغيرت معنويا في الجذور التي تعرضت للإجهاد الملوحي.
|
