بررسی الگوی بیان برخی از ژن‌های آنتی‌اکسیدان و د‌هیدرین در ژنوتیپ‌های گندم دوروم تحت شرایط تنش کم آبی

نویسندگان

1 دانشجوی دکترا، گروه بیوتکنولوژی و بهنژادی گیاهی، واحد کرمانشاه، دانشگاه آزاد اسلامی، کرمانشاه، ایران.

2 گروه بیوتکنولوژی و به نژادی گیاهی، واحد کرمانشاه، دانشگاه آزاد اسلامی، کرمانشاه، ایران

3 دانشیار پژوهش، موسسه تحقیقات کشاورزی دیم کشور، معاونت سرارود، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرمانشاه، ایران

4 گروه بیوتکنولوژی و بهنژادی گیاهی ، واحد کرمانشاه، دانشگاه آزاد اسلامی، کرمانشاه، ایران

5 استادیار، گروه بیوتکنولوژی و بهنژادی گیاهی، واحد کرمانشاه، دانشگاه آزاد اسلامی، کرمانشاه، ایران.

doi
10.22103/jab.2024.24084.1619
چکیده

هدف: خشکی به عنوان یکی از مهم‌ترین تنش‌های محیطی شناخته می‌شود که اثرات نامطلوبی بر رشد و توسعه گیاه و در نهایت عملکرد آن دارد. گندم دوروم دامنه سازگاری ویژه‌ای به مناطق مدیترانه‌ای دارد، که غالباً تنش کم آبی یکی از چالش‌های عمده برای دستیابی به حداکثر عملکرد در این مناطق بشمار می‌آید. به منظور بررسی پاسخ مولکولی برخی از ژنوتیپ‌های گندم دوروم انتخاب شده از برنامه‌های به‌نژادی، الگوی بیان ژن‌های آنتی‌اکسیدان شامل کاتالاز (CAT)، آسکوربات پراکسیداز (APX)، گایاکول پراکسیداز (GPX) و سوپراکسیددیسموتاز (SOD) به همراه دو ژن دهیدرین همچون TdDHN15 و TdDHN16 در سه تیمار عدم تنش و تنش‌های ملایم و شدید مورد بررسی قرار گرفت.مواد و روش‌ها: اثر تیمارهای مختلف تنش کم آبی بر تغییرات الگوی بیان ژن‌های CAT، APX، GPX، SOD، TdDHN15 و TdDHN16 در شش ژنوتیپ امیدبخش گندم دوروم به همراه یک رقم شاهد (ذهاب) مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش در شرایط بهینه گلخانه اجرا و تیمارهای تنش کم آبی بر اساس ظرفیت زراعی مزرعه تعیین شدند. پس از استقرار گیاهچه‌ها و سه هفته بعد از اعمال تیمارهای تنش، نمونه‌برداری از برگ‌های جوان صورت گرفت. میزان بیان نسبی ژن‌های مورد نظر هر یک از تیمارهای تنش بر اساس روش Livak and Schmittgen (2001) اندازه‌گیری شد. نتایج: با توجه به نتایج به دست آمده از تجزیه واریانس داده‌های آزمایشی، اختلاف معنی‌داری بین تیمارهای تنش کم آبی، ژنوتیپ و همچنین اثر متقابل ژنوتیپ و تیمار از نظر بیان نسبی ژن‌های مورد مطالعه مشاهده شد. بیشترین میزان افزایش بیان نسبی در تیمار تنش ملایم مربوط به ژن‌های APX، GPX و SOD و در تیمار تنش شدید مربوط به ژن‌های APX، TdDHN15 و GPX بود. مقایسه الگوی بیان هر یک از ژن‌ها در ژنوتیپ‌های بررسی شده نشان داد ژنوتیپ‌های متحمل (G2، G4 و G5) به همراه رقم شاهد (ذهاب) دارای بیشترین میزان بیان نسبی بودند. بنابراین می‌توان اظهار داشت این ژنوتیپ‌ها توانایی بالایی در کاهش اثرات تنش اکسیداتیو دارند. نتیجه‌گیری: با توجه به نتایج به دست آمده از این پژوهش مشخص شد ژنوتیپ G2 بواسطه قابلیت بالای آن در تنظیم بیان ژن‌های آنتی-اکسیدان و دهیدرین تحمل بالایی نسبت به تیمارهای تنش کم آبی داشت. از اینرو، بررسی تکمیلی این ژنوتیپ و مطالعه سایر سازوکارهای فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی و ارزیابی عملکرد دانه آن در شرایط مزرعه‌ای می‌تواند اطلاعات مفیدی در رابطه با استفاده از این ژنوتیپ به عنوان یکی از والدین متحمل به خشکی در برنامه‌های دورگ‌گیری با هدف انتقال خصوصیات زراعی مطلوب مورد استفاده قرار گیرد.