بررسی تغییرات صفات فیزیولوژیکی و بیان ژن‌های آنتی‌اکسیدانی درگیر در تحمل به تنش خشکی چهار ژنوتیپ گندم نان حساس و متحمل به تنش خشکی

نویسندگان

1 گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران.

2 گروه بیوتکنولوژی کشاورزی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید مدنی آذربایجان، تبریز، ایران

3 گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران.

4 گروه زراعت و اصلاح نباتات ، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید مدنی آذربایجان، تبریز، ایران.

5 گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران

doi
10.22059/ijfcs.2023.365057.655028
چکیده

تنش خشکی از مهمترین عوامل محدودکننده رشد گیاهان و حاصلخیزی خاک می‌باشد که باعث کاهش محصول در گیاهان زراعی می‌شود. به­ منظور بررسی بیان نسبی ژن‌های مرتبط با تحمل تنش خشکی، چهار ژنوتیپ (شامل دو ژنوتیپ حساس و دو ژنوتیپ مقاوم به تنش رطوبتی) گندم نان به‌عنوان عامل A تحت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح بلوک­‌های کامل تصادفی با سه تکرار در شرایط آبیاری نرمال و تنش خشکی در مرحله شروع گلدهی به‌عنوان عامل B در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه شهید مدنی آذربایجان بررسی شدند. نتایج تجزیه واریانس نشان داد که بین سطوح تنش خشکی از نظر اکثر صفات مورد مطالعه اختلاف معنی‌داری در سطح احتمال یک درصد وجود دارد. بر اساس نتایج مقایسه میانگین صفات، تحمل بالای رقم اروم به تنش خشکی به ­دلیل افزایش بیشتر در صفات مالون­دی­آلدهید و پراکسید هیدروژن برگ و کاهش کمتر در صفات غلظت کلروفیل a، محتوای کلروفیل کل و میزان کاروتنوئید می‌باشد. همچنین تحمل بیشتر رقم میهن به تنش خشکی به دلیل افزایش بیشتر صفات میزان پرولین، کاروتنوئید، پراکسیداز و کاتالاز در اثر اعمال تنش خشکی بود. بیان ژن‌ها در نمونه‌های مورد بررسی با واکنش زنجیره­ای پلی­مراز نیمه کمی در سه تکرار انجام شد. از ژن گلوتاتیون­پراکسیداز (GAPDH) به عنوان ژن خانه­دار استفاده شد. بررسی میزان بیان نسبی ژن­های آنتی­اکسیدانی نشان داد که تحمل بالای رقم میهن به تنش خشکی را می­توان احتمالاً به فعالیت بالای آنزیم کاتالاز و آسکوربات­پراکسیداز و تحمل بالای رقم اروم را به فعالیت بیشتر آنزیم‌های آنتی­اکسیدانی پرولین­سنتتاز، پراکسیداز و سوپر­اکسید­دیسموتاز نسبت داد. با توجه به اینکه ژن‌های آنتی­اکسیدانی کاتالاز، آسکوربات­پراکسیداز، پرولین­سنتتاز، پراکسیداز و سوپراکسید­دیسموتاز در ارقام متحمل، در شرایط تنش و نرمال افزایش بیان معنی‌داری را نسبت به ارقام حساس و در همان شرایط تنش و نرمال از خود نشان دادند، بنابراین این ژن‌ها ممکن است در شرایط تنش باعث القای تحمل به تنش خشکی در گیاه ‌شوند.