Iranian Plant Pathology Society بیماریهای گیاهی 0006-2774 60 4 2025 11 22 Time-course gene expression analysis in two wheat cultivars resistant to Fusarium head blight and identification of hub genes using microarray and RNA-Seq data تحلیل زمانی بیان ژن در دو رقم گندم مقاوم به بلایت فوزاریومی خوشه و شناسایی ژن‌های کانونی با استفاده از داده‌های ریزآرایه و RNA-Seq 421 442 710673 10.22034/ijpp.2026.2021883.505 FA زهرا امجدی گروه گیاه‌پزشکی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شیراز، شیراز، ایران. حبیب اله حمزه زرقانی گروه گیاه‌پزشکی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شیراز، شیراز، ایران. زهرا زینتی بخش اگرواکولوژی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی داراب، دانشگاه شیراز فریده فرح بخش بخش تحقیقات گیاه‌پزشکی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان فارس، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، داراب، ایران. Journal Article 2025 11 15 Fusarium head blight (FHB), caused by Fusarium graminearum species complex (FGSC), is one of the most destructive diseases of wheat in warm and humid regions, particularly when anthesis coincides with heavy rainfall. This study aimed to systematically analyze time-series microarray data to identify co-expression modules, key hub genes, and elucidate the molecular mechanisms underlying wheat's response to FGSC. Gene expression data from two FHB-resistant wheat cultivars, Nyubai and Wuhan 1, were retrieved from the Gene Expression Omnibus (GEO) database. After normalization, batch effects were removed using the ComBat algorithm. Through Gene Correlation Network Analysis (GCNA), 850 genes with significant condition × time interaction (FDR < 0.05) were identified and clustered into two distinct modules containing 448 and 402 genes, respectively, based on stress expression patterns using the k-means algorithm. For each cluster, ten hub genes with the highest connectivity were selected. Cluster 1, characterized by activation of ABC transporters, glutathione metabolism, and MAPK signaling pathways, plays a crucial role in direct defense through chitinase, glucanase, and protease inhibitor genes. Cluster 2 mediates secondary defense responses via kinase and glucosidase genes through involvement in hormonal and systemic signaling pathways. Validation using an independent RNA-Seq dataset confirmed the reliability of these results. These results provide valuable insights into wheat defense mechanisms against FHB and offer candidate genes for future functional studies and resistance marker development. بیماری بلایت فوزاریومی خوشه،‌ ناشی از گونه مرکب Fusarium graminearum، یکی از مخرب‌ترین بیماری‌های گندم در مناطق گرم و مرطوب است که هم‌زمانی دوره گلدهی با بارندگی‌های شدید، شدت خسارت آن را تشدید می‌کند. این مطالعه با هدف تحلیل سیستماتیک داده‌های ریزآرایه زمانی جهت شناسایی ژن‌های کانونی کلیدی، خوشه‌های هم‌بیان، و درک سازوکارهای مولکولی پاسخ گندم به این بیماری انجام شد. داده‌های ریزآرایه بیان ژن دو رقم گندم مقاوم، نیوبای (Nyubai) و ووهان 1 (Wuhan 1)، از پایگاه داده بیان ژن GEO (Gene Expression Omnibus) استخراج و پس از نرمال‌سازی اثر دسته‌ای (Batch effect) آن‌ها با استفاده از الگوریتم ComBat حذف گردید. سپس با بهره‌گیری از تحلیل شبکه همبستگی ژنی (Gene Correlation Network Analysis)، 850 ژن با برهم‌کنش معنی‌دار شرایط مایه‌زنی × زمان (FDR < 0.05) شناسایی و بر اساس الگوهای بیان در شرایط تنش توسط الگوریتم k-means در دو خوشه متمایز ۴۴۸ و ۴۰۲ ژنی گروه‌بندی شدند. در نهایت، 10 ژن کانونی با بیشترین درجه اتصال برای هر خوشه تعیین شد. آنالیز غنی‌سازی نشان داد خوشه یک با فعال‌سازی مسیرهای انتقال‌دهنده‌های ABC، متابولیسم گلوتاتیون و پیام‌رسانی MAPK نقش کلیدی در دفاع مستقیم از طریق ژن‌های کیتیناز، گلوکاناز و مهارکننده‌های پروتئاز ایفا می‌کند. در مقابل خوشه دو با مشارکت در مسیرهای پیام‌رسانی هورمونی و سیستمیک از طریق ژن‌های کیناز و گلوکوزیداز پاسخ دفاعی ثانویه را واسطه‌گری می‌نماید. اعتبارسنجی با داده‌های RNA-Seq مستقل نیز صحت نتایج را تأیید کرد. یافته‌های این پژوهش مبنای ارزشمندی برای مطالعات عملکردی آینده و توسعه نشانگرهای مولکولی مقاومتی فراهم می‌کند. https://ijpp.areeo.ac.ir/article_710673_c3fc8d5e876f3f8ece4817d45c9dce62.pdf