غربال‌گری ژنوتیپ‌های برنج (Oryza sativa.L) تحت تنش خشکی در مرحله جوانه‌زنی و معرفی ژن‌های کلیدی در پاسخ به تنش

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، گروه بیوتکنولوژی کشاورزی، دانشکده علوم کشاورزی، دانشگاه گیلان، رشت، ایران

2 دانشیار، گروه بیوتکنولوژی کشاورزی، دانشکده علوم کشاورزی، دانشگاه گیلان، رشت، ایران

3 دانش‌آموخته دکتری، گروه بیوتکنولوژی کشاورزی، دانشکده علوم کشاورزی، دانشگاه گیلان و پژوهشگر واحد فناور زیست رادان ژن کاسپین (بیوژن تک)، مرکز رشد واحدهای فناور، پژوهشکده بیوتکنولوژی کشاورزی منطقه شمال کشور، رشت، ایران

4 استاد، گروه بیوتکنولوژی کشاورزی، دانشکده علوم کشاورزی، دانشگاه گیلان، رشت، ایران

doi
10.22124/jms.2025.8931
چکیده

تنش‌های محیطی مانند خشکی، شوری، گرما تهدیدی جدی برای کشاورزی بحساب می‌آیند. تنش خشکی از مهم‌ترین تنش‌های غیرزیستی در برنج است که باعث کاهش عملکرد محصول می‌شود. در این پژوهش، 12 ژنوتیپ بومی برنج (Oryza sativa L.)  برای ارزیابی تحمل به تنش خشکی در مرحله جوانه‌زنی بررسی شدند. تنش اسمزی با استفاده از پلی‌اتیلن‌گلیکول (PEG6000) در چهار سطح (0، 10، 15، 20 درصد) اعمال گردید. آزمایش در قالب طرح کاملاً تصادفی با آرایش فاکتوریل با سه تکرار اجرا شده و صفات مورفولوژیکی نظیر طول ریشه‌چه، طول ساقه‌چه، وزن تر و خشک، درصد جوانه‌زنی، شاخص بنیه بذر و ضریب آلومتریک مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج نشان داد اثر ژنوتیپ، سطح تنش و تعامل آن‌ها بر اغلب صفات معنی‌دار است. با استفاده از نتایج تجزیه به عامل‌ها بر اساس مولفه‌های ضریب آلومتریک و شاخص بنیه بذر، ژنوتیپ «سپیدرود» متحمل‌ترین و «علی کاظمی» حساس‌ترین ژنوتیپ به تنش خشکی در مرحله جوانه زنی شناسایی شدند. در تحلیل‌های بیوانفورماتیکی نیز داده‌های ترانسکریپتومی موجود در پایگاه داده که شامل دو ژنوتیپ متحمل و حساس به تنش خشکی بود، تجزیه و تحلیل شد و تعدادی ژن‌های کلیدی از جمله DREB2A، CSD2، ANNAT، AOC2  شناسایی شدند. تحلیل غنی‌سازی ژن‌ها نشان داد فرآیندهای متابولیکی و مسیرهای مرتبط با استرس اکسیداتیو و تنظیم اسمزی در پاسخ به تنش خشکی فعال شده‌اند. نتایج این مطالعه می‌تواند در انتخاب ژنوتیپ‌های متحمل و راهکارهای به‌نژادی آینده مفید باشد.