آنالیز پروتیوم بذور گندم تحت تنش خشکی شدید و احیاء

نویسندگان

1 استادیار پژوهشی بخش فیزیولوژی مولکولی، پژوهشکده بیوتکنولوژی کشاورزی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران

2 کارشناس بخش زیست‌شناسی سامانه، پژوهشکده بیوتکنولوژی کشاورزی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران

doi
10.22124/jms.2021.5228
چکیده

گیاهچه‌های گندم بهاره تحمل زیادی نسبت به تنش شدید خشکی تا روز چهارم پس از جوانه‌زنی از خود نشان می‌دهند. تحقیق حاضر به­منظور مطالعه پروتئین‌های پاسخ­دهنده به تنش در بذور متصل به گیاهچه‌های 4 روزه گندم در شرایط تنش خشکی و آبیاری مجدد می­باشد. آزمایش با اعمال تنش خشکی با قطع کامل آبیاری در دو دوره ده و بیست روزه و آبیاری مجدد به­مدت سه و هفت روز در اتاقک رشد در قالب یک طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار زیستی انجام گرفت. بذور متصل به گیاهچه برای سنجش فیزیولوژیک و پروتیوم مورد بررسی قرار گرفتند. بررسی صفات فیزیولوژیک به­خوبی شدت تنش و تاثیر تنش بر بذر را نشان داد و با آبیاری مجدد نیز در تمامی آزمایشات بذر به شرایط شاهد بسیار نزدیک شد. بررسی پروتئوم با الکتروفورز دوبعدی در بذر تمامی تیمارها انجام و657 لکه پروتئینی با رنگ­آمیزی نیترات نقره مشاهده شدند. در نهایت پس از آنالیز معنی‌داری130 لکه انتخاب و پس از جستجو در بانک­های اطلاعاتی پروتئین، شناسایی شدند. تنش خشکی موجب افزایش بیان ژن‌های موثر در تولید پروتئین‌های دفاعی (افزایش پرولین)، شکسته­شدن ترکیبات ذخیره‌ای بذر و تولید پروتئین‌های موثر در تغییرات ساختمانی دیواره سلول شد. از طرف دیگر کاهش بیان پروتئین‌های موثر در تنفس و تجزیه پروتئین موجب کاهش مصرف انرژی در سلول در شرایط تنش شد. در شرایط آبیاری مجدد افزایش بیان پروتئین‌های موثر در متابولیسم کربوهیدرات‌ها موجب مصرف مواد غذایی موجود در بذر (کاهش وزن بذر) و تولید پروتئین‌های ساختمانی جدید (حضور برگ و ریشه جدید) شد.