بهبود تحمل سرمای نخود زراعی از طریق تجزیه پلی‌آمین‌های با وزن مولکولی بالا و هورمون اتیلن

نویسندگان

1 استادیار، مؤسسه تحقیقات ثبت و گواهی بذر و نهال، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران

2 دانشیار پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران

3 استاد گروه زرعت و اصلاح نباتات، دانشکدگان کشاورزی و منابع طبیعی کرج دانشگاه تهران

doi
10.22103/jab.2022.19539.1403
چکیده

هدف: این تحقیق به‌منظور بررسی نقش ارتباط بین سوخت‌وساز پلی‌آمین‌‌ها (PAs) و اتیلن در پاسخ به تنش سرما در دو ژنوتیپ متحمل (Sel96th11439) و حساس (ILC 533) به سرمای نخود انجام شد.مواد و روش‌ها: در این تحقیق میزان اتیلن، PAs با وزن مولکولی بالا (اسپرمیدین (Spd) و اسپرمین (Spm))، فعالیت آنزیم‌های پلی‌آمین‌اکسیداز (PAO) و دی‌آمین‌اکسیداز (DAO)، بیان نسبی ژن‌های 1-آمینو سیکلوپروپان 1-کربوکسیلیک اسید سنتاز (ACS) و 1-آمینو سیکلوپروپان 1-کربوکسیلیک اسید اکسیداز (ACO) و پراکسید هیدروژن (H2O2) در طی روزهای اول و ششم پس از آغاز تنش سرما C˚4 در مقایسه با شرایط کنترل به‌صورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی بررسی شد.نتایج: تحت تنش سرما هر دو ژنوتیپ افزایش معنی‌داری در محتوی Spd و Spm (به‌ترتیب حداکثر تا 66/66 درصد و 23/96 درصد) نشان دادند. تحت تنش سرما بیوسنتز اتیلن در ژنوتیپ حساس در مقایسه با شرایط کنترل کاهش یافت (08/26 درصد) در حالی که در ژنوتیپ متحمل به سرما، حداکثر تجمع اتیلن در روز اول تنش در مقایسه با شرایط کنترل (62/15 درصد) ارتباط نزدیکی با افزایش تجمع PAs با وزن مولکولی بالا داشت. در ژنوتیپ متحمل افزایش فعالیت پلی‌آمین‌اکسیداز (PAO) و دی‌آمین‌اکسیداز (DAO) (به ترتیب 6/2 و 01/3 برابر) در پاسخ‌های زودهنگام با افزایش بیوسنتز اتیلن و همچنین افزایش همزمان محتوی PAs تحت تنش سرما در ارتباط بود. در ژنوتیپ متحمل بیان نسبی ژن‌های ACS و ACO پس از یک افزایش معنی‌دار در روز اول تنش سرما (به‌ترتیب 2/5 و 03/4 برابر) کاهش معنی‌داری در روز ششم تنش در مقایسه با گیاهان کنترل نشان داد در حالیکه روند کاهشی مداوم (به‌ترتیب 35 و 21/7 برابر) در ژنوتیپ حساس در مقایسه با شرایط کنترل مشاهده شد. نتیجه‌گیری: یافته‌های این تحقیق بیانگر آن است که اتیلن از طریق فعال‌سازی مسیر پیچیده پیام‌رسانی H2O2 که وابسته به تجزیه زیستی PAs است، مستقیماً در بهبود تحمل به تنش سرما موثر بود. این نتایج پیشنهاد می‌کند که مسیر بیوسنتزی اتیلن و تجزیه زیستی PAs با وزن مولکولی بالا می‌توانند در سازوکار تحمل سرما موثر باشند.