کشف ژن Ptr، ژن مقاومت در برابر بیماری بلاست برنج

دانشمندان نوعی پروتئین غیرمعمول مرتبط با مقاومت در برابر بیماری بلاست برنج کشف کردند. ژن Ptr برنج درمقایسه با ژن‌های مقاومت معمول، پروتئین متفاوتی کد می‌کند. بنابراین سازمان ملی برنج ایالت متحده تحقیقات را بر روی این ژن آغاز کرد و این‌گونه فرض شد که این ژن نوعی ژن مرتبط با مقاومت در برنج است.

ژن‌های مرتبط با مقاومت گیاهی عمدتاً دارای پروتئین‌هایی با دومین‌های غنی از تکرارهای لوسین هستند. تحقیقات این تیم ثابت کرد ژن Ptr با همکاری ژن‌های مقاومت NLR ،Pi-t  و  Pi-ta2 برای ایجاد مقاومت در برابر بیماری بلاست برنج ضروری است.

ژن Ptr دارای بیان دائمی است و درسیتوپلاسم قرار دارد. بر روی کروموزم 12 برنج حداقل 19 ژن مقاومت به بلاست شامل Pi-ta و Pi-ta2/Ptr نقشه یابی شد که اکثراً در ناحیه سانترومر قرار داشتند. ژن  Ptr کد کننده یک پروتئین غیرمعمول دارای یک تکرار ARM است. ARM برای فعالیت پروتئین‌ مرتبط با مقاومت Pi-ta ضروری است و پروتئین‌های دارای تکرار ARM در یوکاریوت‌ها فعالیت‌های اساسی و متنوعی دارند. از طرفی ثابت شده است نوعی لیگاز E3 با دو دومین U-Box و ARM در مقاومت به بیماری‌های گیاهی نقش دارد. محققان فرض کردند که ژن Ptr با یک دومین ARM و بدون دومین U-Box می‌تواند نوعی لیگاز E3 جدید باشد و احتمالا در تعاملات پروتئین-پروتئین نقش دارد.

ارقام برنج دارای ژن Ptr نشان می‌دهند که ژ‌ن‌های Pi-ta ،Pi-ta2 و Ptr توسط اصلاح نباتات کلاسیک به رقم‌های جدید برنج وارد شده‌اند، هرچند ژن Ptr تنها در 48 ژرم‌پلاسم از 2167 ژرم‌پلاسم موجود برنج شناسایی شد.

در موتانت M2354 برنج که دو جفت باز از ناحیه کد کننده ژن Ptr حذف شد، حساسیت به  بیماری افزایش داشت. هم‌چنین جهش هدفمند Ptr در یک رقم مقاوم با استفاده از سیستم CRISPR-Cas9 منجر به ایجاد حساسیت شدید نسبت به بیماری شد که نقش این ژن را در ایجاد مقاومت تأیید کرد. این مطالعه نشان داد ژن Ptr در مقاومت به بیماری بلاست دخیل بوده و می‌تواند کاندیدی برای تولید برنح مقاوم باشد.

✅ لینک خبر