مطالعه الگوی بیان نسبی ژن‌های ZmNHX1، ZmHKT1 و ZmMYB30 در ذرت تحت تنش شوری

نویسندگان

1 دانش‌آموخته کارشناسی ارشد بیوتکنولوژی کشاورزی، گروه تولید و ژنتیک گیاهی دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه ارومیه. ارومیه.

2 استاد، گروه اصلاح و بیوتکنولوژی گیاهی، دانشگاه ارومیه، ارومیه و استاد، پژوهشکده زیست‌فناوری دانشگاه ارومیه، ارومیه.

3 دانشجوی دکتری اصلاح نباتات-ژنتیک مولکولی و مهندسی ژنتیک، گروه تولید و ژنتیک گیاهی دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه ارومیه.

doi
10.22103/jab.2021.15923.1239
چکیده

تنش‌های محیطی رشد و توسعه گیاهان زراعی را در طول فصل رشد تحت تأثیر قرار می‌دهند. شوری خاک یکی از مهمترین تنش‌های محیطی است که باعث کاهش شدید عملکرد گیاهان زراعی می‌‌شود. آشنایی با سازوکار مقابله گیاهان با تنش در سطح مولکولی می‌تواند در ارایه‌‌ی روشی کارآمد برای اصلاح گیاهان حساس به تنش مؤثر باشد. گیاهان برای صرفه‌‌جویی در مصرف انرژی همه ژن‌های خود را همزمان فعال نمی‌‌کنند، بلکه بسته به شرایط محیطی ژن‌هایی را که در یک وضعیت خاص (تنش) مورد نیاز باشد را فعال می‌نمایند. برای نمونه، در پاسخ به تنش شوری بیان ژن‌های متعددی در گیاهان تغییر می‌یابد که از آنها می‌‌توان به ترانسپورترهای HKT1 و NHX1 اشاره کرد. در این مطالعه تغییرات بیان ژن‌‌های ZmHKT1 و ZmNHX1 به همراه عامل رونویسی ZmMYB30دردو لاین متحمل و حساس به شوری ذرت با فناوری واکنش زنجیره‌‌ای پلی‌‌مراز در زمان واقعی بررسی شده است. مواد و روش‌ها: بذور دو لاین ذرت متحمل (P14L2) و حساس (MO17) به شوری در گلدان‌‌های پلاستیکی حاوی پرلیت و پیت ماس با نسبت دو به سه در شرایط کنترل شده اتاق رشد کشت شدند و از محلول هوگلند جهت تغذیه و آبیاری گیاهان استفاده گردید. در مرحله هشت برگی به نصف گلدان‌‌ها تنش شوری از منبع NaCl  به تدریج با شروع از غلظت ds/m ۵ به مدت سه روز اعمال گردید و از روز چهارم به بعد اعمال تنش با غلظت  ds/m۸ به مدت ۷ روز ادامه پیدا کرد. نصف دیگر گلدان‌‌ها به عنوان شاهد مورد استفاده قرار گرفتند. سپس در زمان‌های 24 ساعت و 7 روز پس از اعمال آخرین مرحله تنش شوری، نمونه‌‌برداری از ریشه و برگ گیاهان در ازت مایع صورت گرفت. استخراج RNA از نمونه‌های برگ و ریشه انجام گرفت. سپس cDNAها سنتز شدند. بیان ژن‌‌ها با Real-time PCR بررسی شد. از ژن Actin به عنوان ژن مرجع استفاده شد. آزمایش در دو تکرار زیستی (آزمایشی) و 3 تکرار تکنیکی (آزمایشگاهی) انجام گرفت. در نهایت سنجش تغییرات بیان ژن‌ها انجام گرفت. نتایج: افزایش بیان ژن ZmNHX1در بافت ریشه در کوتاه مدت و در بافت برگ در بلند مدت در لاین متحمل، و همچنین افزایش بیان ژن ZmHKT1 در بافت ریشه در بلند مدت در لاین متحمل در مقایسه با لاین حساس احتمالاً حاکی از نقش مثبت این ژن ها در مقاومت به تنش شوری در ذرت می باشد. بیشترین میزان بیان نسبی ژن MYB30 هم در لاین متحمل و هم در لاین حساس در بافت ریشه و در کوتاه مدت مشاهده شد و با گذشت زمان کاهش چشمگیری در بیان این ژن در هر دو لاین مشاهده گردید. نتیجه‌‌گیری: نتایج این پژوهش بالقوه می‌تواند در برنامه‌های به‌نژادی ذرت برای تولید ارقام مقاوم به شوری مفید واقع گردد.