اثر تنش خشکی برصفات مورفولوژیکی و الگوی بیان پروتئوم برگ گندم

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد بیوتکنولوژی کشاورزی، گروه به نژادی و بیوتکنولوژی گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز.

2 استاد، گروه به نژادی و بیوتکنولوژی گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز.

doi
10.22103/jab.2024.22025.1504
چکیده

هدف: پیشرفت‌های اخیر در روش‌‌های بیولوژی مولکولی این امید را بوجود آورده است که با شناسایی پروتئین‌های کاندیدای تحمل به تنش خشکی، بتوان گام‌های اساسی در افزایش عملکرد گندم برداشت. هدف از این مقاله بررسی اثر تنش خشکی برصفات مورفولوژیکی و الگوی بیان پروتئوم برگ گندم رقم جدید صدرا می‌باشد.مواد و روش‌ها: آزمایشی در شرایط گلخانه‌ای و تحت شرایط کنترل شده انجام گردید. به این منظور رقم صدرا در دو سطح آبیاری عادی و تنش کمبود آب با 10 تکرار کشت شد. تنش کمبود آب 20 روز پس از کاشت، به گلدان‌های تحت تیمار تنش اعمال گردید. تجزیه و تحلیل پروتئوم بافت برگی گندم با استفاده از الکتروفورز دو بعدی و رنگ‌آمیزی با آبی کوماسی انجام شد. پس از لکه‌یابی، آزمون t برای درصد حجمی نقاط پروتئینی همانند داده های مورفولوژیکی انجام شد. همچنین روند افزایشی و کاهشی بیان لکه های پروتئینی در اثر تنش کمبود آب بر اساس فاکتور القاء مشخص شدند. شناسایی پروتئین‌های دارای تغییرات بیان به روش طیف سنجی جرمی صورت گرفت.نتایج: تجزیه داده های مورفولوژیکی نشان داد که اختلاف بین سطوح تیمار آبیاری برای صفات سطح برگ، طول بوته، وزن تر و خشک ریشه و اندام هوایی و حجم ریشه از نظر آماری معنی‌دار است. تجزیه و تحلیل پروتئوم بافت برگی به روش الکتروفورز دوبعدی نشان داد که از بین 136 لکه پروتئینی قابل تشخیص در رنگ‌آمیزی با آبی کوماسی، تعداد 24 لکه پروتئینی تغییرات بیان معنی‌داری از نظر آماری در شرایط تنش خشکی نسبت به شرایط عادی نشان‌دادند. از این تعداد 10 لکه دارای کاهش بیان و 14 لکه دارای افزایش بیان در شرایط کمبود آب نسبت به شاهد بودند. این لکه‌های پروتئینی بر اساس نقاط ایزوالکتریک و وزن مولکولی مشخص و سپس با استفاده از طیف سنجی جرمی مورد شناسایی قرار گرفتند. پروتئین‌های شناسایی شده در این پژوهش در فرایند گلیکولیز، فتوسنتز، زنجیره انتقال الکترون، چرخه کالوین، متابولیسم کربن، مهار ROS و سم‌زدایی، ساختار سلولی و درگیر در تنش طبقه‌بندی شدند.نتیجه‌گیری: نتایج این پژوهش نشان می دهد که تنش خشکی بطور معنی داری صفات مورفولوژیکی و الگوی پروتئوم گندم رقم صدرا را تحت تاثیر قرار ی دهد. بررسی تغییرات پروتئوم تحت تنش خشکی می تواند به فهم سازوکار مولکولی درگیر در تحمل خشکی کمک نموده و گامی موثر در راستای تولید ارقام گندم متحمل به شرایط سخت باشد.