‌‌‌‌تجزیه‌وتحلیل متابولیکی گیاهچه‌های برنج (.Oryza sativa L) در پاسخ به شوری بالا با استفاده از روش GC-MS و تجزیه به مؤلفه‌های ‌‌‌اصلی

نویسندگان

1 استادیار پژوهش موسسه تحقیقات برنج کشور، معاونت مازندران، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، آمل

2 استاد گروه بیوشیمی گیاهی، دانشگاه HHU، دوسلدورف، آلمان

3 استادیار گروه بیوشیمی گیاهی، دانشگاه HHU، دوسلدورف، آلمان

4 دانشجوی سابق دکتری، گروه اصلاح نباتات و بیوتکنولوژی، دانشکده تولید گیاهی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان

5 دانشیار گروه اصلاح نباتات و بیوتکنولوژی، دانشکده تولید گیاهی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان

6 استادیار گروه اصلاح نباتات و بیوتکنولوژی، دانشکده تولید گیاهی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان

doi
10.22077/escs.2021.4349.2011
چکیده

برنج (Oryza sativa L.) بعنوان غذای اصلی نیمی از جمعیت دنیا محسوب می‌شود. تنش‌های محیطی نظیر شوری تاثیر منفی بر عملکرد برنج دارند. با توجه به حساس بودن برنج به تنش شوری در مرحله گیاهچه‌ای، مقایسه ژنوتیپ‌های متحمل و حساس در این مرحله به شناسایی مکانیسم‌های مولکولی درگیر و توسعه ارقام متحمل کمک خواهد کرد. در این تحقیق اثر شوری بالا روی تجمع متابولیت‌ها در اندام‌های ریشه و هوایی ژنوتیپ‌های حساس (IR28) و متحمل (CSR28) در زمان‌های 6 و 54 ساعت پس از تیمار، مورد بررسی قرار گرفت. نتایج تحقیق نشان داد که اسیدهای آمینه و قندها در هر دو ژنوتیپ در پاسخ به شوری افزایش و اسیدهای آلی کاهش نشان دادند. تیمار طولانی مدت شوری منجر به تفاوت بیشتر ژنوتیپ‌ها در پاسخ‌های متابولیکی شد. پرولین بعنوان یکی از مهمترین اسمولیت‌ها بیشترین تجمع را در اندام‌های هوایی ژنوتیپ متحمل نشان داد، در حالیکه گابا بعنوان نشانگر وقوع تنش در اندام هوایی ژنوتیپ حساس تجمع بیشتری داشت. تجمع بیشتری از قندهای تنظیم کننده اسمزی نظیر رافینوز و میواینوزیتول در ریشه ژنوتیپ متحمل مشاهده شد. نتایج تجزیه به مولفه‌های اصلی نشان داد که بین دو ژنوتیپ حساس و متحمل در اندام ریشه و زمان نمونه‌برداری 54 ساعت بیشترین اختلاف متابولیکی وجود دارد. همچنین برخی از متابولیت‌ها نظیر آسپارتات، میواینوزیتول و سیترات در شرایط مختلف بصورت اختصاصی تجمع یافتند که می‌توانند در غربالگری ژنوتیپ‌های برنج برای تحمل به شوری مورد توجه قرار گیرند. نتایج این تحقیق نقش سازگاری‌های متابولیکی نظیر تنظیم اسمزی را در القای تحمل به شوری برنج پررنگ می‌کند.