امروز چهارشنبه 1 آذر 1396

برخی تغییرات فیزیولوژیکی و مولکولی القاشده به‌وسیله نانوذرات تیتانیوم دی‌اکسید (TiO2) تحت تنش سرما در نخود زراعی

Some physiological and molecular changes induced by TiO2 nanoparticles in chickpea plants during cold stress

mgj-16-b-00419

ژنتیک گیاهی

پژوهشی کامل

Fa

 

 

در این آزمایش، برخی پاسخ‌های فیزیولوژیکی- مولکولی به تنش سرما˚C 4 در دو ژنوتیپ متحمل (Sel96Th11439) و حساس (ILC533) نخود زراعی (Cicer arietinum L.) تحت تیمار پنج میلی‌گرم بر لیتر نانوذره تیتانیوم دی‌اکسید (TiO2) بررسی شد. نتایج نشان داد تحت تنش سرما محتوای پراکسید هیدروژن (H2O2) در گیاهان حساس در مقایسه با گیاهان متحمل به‌طور معنی-داری افزایش یافت. نانوذراتTiO2 باعث کاهش معنی‌داری در محتوای H2O2 شده به طوری‌که ژنوتیپ‌های متحمل محتوایH2O2 پایین‌تری در مقایسه با ژنوتیپ‌های حساس نشان دادند. این کاهش اغلب با افزایش آنزیم آسکوربات پراکسیداز به‌منظور محافظت از تنش سرما در ژنوتیپ متحمل در مقایسه با ژنوتیپ حساس و همچنین در گیاهان تیمارشده با نانوذراتTiO2 در مقایسه با گیاهان شاهد همراه بود که بیانگر افزایش درجه تحمل به سرما در اثر حفاظت از سلول در برابر گونه‌های اکسیژن فعال بود. درگیاهان تیمار شده با نانوذرات TiO2 میزان بیان نسبی ژن‌های آسکوربات پراکسیداز، زنجیره ATPase کمپلکس بازآرایی کروماتین و چاپرونین-60 نیز در مقایسه با گیاهان شاهد افزایش نشان داد و این افزایش در ژنوتیپ متحمل در مقایسه با ژنوتیپ حساس محسوس‌تر بود. بنابراین پاسخ تحمل نخود به تنش سرما پس از استفاده از نانوذرات TiO2 ، با افزایش بیان ژن‌های تنظیم‌کننده سطح رونویسی و حفاظتی و ژن‌های فعال در حذف گونه‌های اکسیژن فعال همراه بوده و به توانایی گیاه نخود برای بقا و یا بهبود خسارت سلولی آن طی تنش سرما کمک می‌کند و احتمالاً منجر به پایداری عملکرد تحت شرایط مزرعه خواهد شد.

In this experiment, effects of TiO2 nanoparticles (NPs) on some physiologo-molecular responses were studied in two chickpea (Cicer arietimun L.) genotypes differing in cold sensitivity (tolerant, Sel96Th11439 and susceptible, ILC533) during cold stress (4°C). The data analysis showed that hydrogen peroxide (H2O2) content increased significantly under cold stress in susceptible plants than in tolerant ones. TiO2 NPs caused a significant decrease in H2O2 content, so that tolerant plants had lower H2O2 content than susceptible ones. This decrease often was accompanied with higher ascorbate peroxidase activity to cell protection against cold stress in tolerant plants compared to susceptible plants, as well as in plants treated with TiO2 NPs compared to control plants. That indicated increased tolerance degree to cold as the result of protection of cells against reactive oxygen species (ROS). Also, in plants treated with TiO2 NPs Ascorbate peroxidase, Chromatin remodeling complex, Chapronin-60 protein relative genes expression increased than control plant and this increase were more obvious in tolerant genotype compared to susceptible ones. Therefore, chickpea tolerance responses to cold stress occur after TiO2 NPs application on plants accompanied with upregulation of transcription level regulator and protective genes and genes involved in ROS scavenging. This improves the ability of survival or recovery of cell damage during cold stress in chickpea plants and probably leads to stable yield in field environments.

نویسندگان مقاله
ناممحل خدمتپست الکترونیکی

سعید امینی
s Amini

نویسنده مسئول

رضا معالی امیری
r Maali-Amiri

rmamiri[AT]ut.ac.ir نویسنده مسئول

فاطمه سلطانی
f Soltani

نویسنده مسئول

مقالات چاپ شده