Date of Award

11-2020

Document Type

Thesis

Degree Name

Master of Science (MS)

Department

Integrative Agriculture

First Advisor

Khaled Masmoudi

Second Advisor

Shyam S. Kurup

Third Advisor

Maxime Marheb

Abstract

Genomic assets from the plants innate to abiotic stress environments have the prospective to be latent in generating stress tolerant plants. Late embryogenesis abundant (LEA) proteins are decisive phytomolecules, which accumulates mainly in the late stages of seed development and in the vegetative tissues during exogenous stresses as a reaction to stabilize the damaged macromolecules. In spite of substantial research, their mechanism of action to initiate plant tolerance against abiotic stresses remains enigmatic. Here, the study is a preliminary investigation on LEA2 genes from the P. dactylifera cv. khalas, a relatively tolerant plant of arid regions. In this aspect, the current study was undertaken to clone five LEA2 genes from date palm (DpLEA2) cv. khalas and characterize their functionality towards heat and salt stress tolerance using yeast knockout mutants. Through the utilization of whole transcriptome sequencing of date palm, it was found that the DpLEA2 genes were highly expressed in roots when the seedlings were challenged with salt stress. A total of five DpLEA2 genes were isolated, and analysed using bioinformatic tools, which displayed high sequence similarity and possession of certain specific conserved motifs. To evaluate for their possible functions in stress tolerance, three DpLEA2 genes from the five isolated genes were expressed in Saccharomyces cerevisiae (AXT3K, W303 and CDC25 strains), a genetically tractable eukaryotic facsimile organism. Heat stress experiments showed that all the three DpLEA2 genes significantly enhanced the transformed CDC25 yeast strain survival and viability, with an effective protection to the yeast cells, while for the salt stress experiments only DpLEA2.4 gene provided protection to transformed W303 yeast cells, with significantly enhanced tolerance observation. In grasp of, the results set forth that DpLEA2 genes may have a remarkable part in amending the tolerance and survival ability of plants or organisms under heat and salt stresses. This could account them as promising candidate genes for heat and salt stress tolerance transgenic plant researches and as a forthcoming functional molecular marker for marker-assisted selection in P. dactylifera genomic breeding programs for heat and salt stress tolerance.

Comments

الأصول الجينومية من النباتات الفطرة إلى بيئات الإجهاد اللاأ حيائية لديها على أن تكونلاكامنة في توليد نباتات تتحمل الإجهاد. تعد وتينات المتوارة في مرحلة التطور الجنيني المتاخر ( LEA ) جزيئاتنباتات حاسمة، والتي تتراكمبشكل رئسي في المراحل المتأخرة من نموالبذوروفي الأنسجة الخضرية أثناء الضغوط الخارجية كردفعل على استقرار الجزئات الكبيرة التالفة. على الرغم من البخث الجوهري ، فإن آلية عملهالبدء تحمل النبات ضد الضغوط اللاأحيائيةلاتزال غامضة. هنا، قمنا بالإبلاغ عن أول تفكير لجينات المجموعة الثائية من (LEA) من النخلصنف. خلاص، نبات متسا مح نسبيًافي هذاالجانب، أجريت الدراسة الحالية لاستنساخ خمسة (LEA) جينات من المجموعة الثائيةمن النخيل صنف خلاص . تميّزالخلاصة وظيفتها تجاه الإجهاد الحراري والملوحة باستخدام طفرات الخميرة بالضربة القاضية. من خلال استخدام التسلسل النسبي الكامل لنخيل التمر، وجد أن جينات DpLEA 2 تم التعبير عنها بشكل كبير في الجذور عندماتعرضت الشتلات للإجهاد الملحي. تم عزل ما مجموعه 5 جينات DpLEA 2وتحليلها باستخدامأدوات المعلومات الحيوية، والتي أظهرت تشابه تسلسل عالي وامتلاك بعض الزخارف المحفوظة المددة. لتقيم وظئفها امحتملة في تحمل الإجهاد، تم التعبير عن ثلاثة جينات DpLEA 2 منلاالجينات الخمسة المعزولة في cerevisiae Saccharomyces ( سلالة AXT3K و W303 و CDC25 ) وهو كائن حي حقيقي النواة يمكن تتبعه وراثيًا. أظهرت تجارب الإجهاد الحراري أن جميع جينات DpLEA 2 الثلاثة عززت بشكل كبير بقاء الخميرة ( سلالة CDC25 ) وحيويتها،مع حماية فعالة لخلايا الخميرة. بينما 4 . DpLEA 2 من الثلاثة جينات قام للحماية لخلايا الخميرة (سلالة 03 3 W تحت ضغط الملو حة، مع وجود اقبة تحمل محسّنة بسكل ملحوظ. فيالفهم، أوضحت نتائجينات DpLEA 2 قد يكون لها دور ائع في تعديل قدرة تحمل النباتات أو الكائنات الحية التي تتعض للاجهادالحراري والملوحة وقدرتها على البقاء على قيد الحياة، والتي يمكن أن تعتبر ها جينات مرشحة واعة لتحمل الحرارة والملوحة لأبحاث النباتات المعدلة وراثيًا وكجهاز قادم. علامة للانتقاء بمسا عدة الواسماتة في برامج تربية النخيل لتمل الحرارة والملوحة

Download

Included in

Horticulture Commons

Share

COinS