امروز یکشنبه 28 مرداد 1397

ارزیابی پاسخ فیزیولوژیکی و پروتئینی ارقام متحمل و حساس گندم بهاره به غلظت‌های مختلف تنش خشکی

Evaluation of physiological and protein response of tolerant and scuseptible wheat cultivars to different concentration of drought stresses

MGJ-17-B-00468

ژنتیک گیاهی

پژوهشی کامل

Fa

 

 

شناسایی ارقام متحمل به تنش خشکی گندم در ایران که یکی از کشورهای خشک و نیمه‌خشک جهان محسوب می‌شود، از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. بدین منظور و برای بررسی پاسخ به تنش خشکی اعمال شده با غلظت‌های مختلف PEG6000 آزمایشی با استفاده از دو رقم گندم بهاره در مرحلة گیاهچه‌ای به روش کشت هیدروپونیک انجام شد. مواد گیاهی مورد استفاده در این پژوهش بصورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با چهار تکرار مورد ارزیابی قرار گرفتند. فاکتور تنش در این آزمایش، شامل شاهد (بدون استفاده از PEG6000) و تنش خشکی اعمال شده شامل PEG6000 10% (-0.26MP)، PEG6000 15% (-0.39MP) و PEG6000 20% (-0.52MP) حجمی بودند. فاکتور دوم نیز دو رقم متحمل (نیک‌نژاد) و حساس (پیشتاز) گندم بهاره بودند. دو هفته پس از اعمال تنش و در پایان مرحله روزت نمونه‌برداری انجام شد. نتایج نشان داد که در شرایط تنش ارزش صفات فیزیولوژیک کاهش یافت و بین دو رقم مورد مطالعه از لحاظ پاسخ به تنش خشکی تنوع وجود داشت. برای بررسی الگوی پروتئینی با استفاده از تجزیه پروتئوم، استخراج پروتئین از بافت برگی انجام و الکتروفورز بعد اول به روش نوارهای IPG و الکتروفورز بعد دوم با تکنیک SDS-PAGE در گیاهان شاهد و تحت تیمارهای خشکی و در هر دو رقم انجام شد. سپس رنگ‌آمیزی با آبی کوماسی، تصویربرداری از ژل‌ها و تجزیه لکه‌های پروتئینی با نرم‌افزار PDQuest انجام شد. در نهایت تعداد 23 لکه پروتئینی معنی-دار بین گیاهان شاهد و تحت تنش‌ خشکی برای هر دو رقم، تشخیص داده شدند که از این تعداد 14 لکه پروتئینی بین دو رقم مشترک بودند و تعداد پنج لکه پروتئینی منحصر به رقم متحمل و چهار لکه پروتئینی منحصر به رقم حساس بودند. در مجموع به نظر می‌رسد، بیشترین گروه‌های پروتئینی مشترک بین دو رقم، پروتئین‌های دخیل در واکنش نوری فتوسنتز و پروتئین‌های سم‌زدا بودند. همچنین نوع پروتئین‌های پاسخ‌دهنده منحصر به فرد در دو رقم متحمل و حساس تحت تنش متفاوت بودند. در مجموع مهمترین دلیل حساسیت و تحمل ارقام گندم بهاره مقدار متفاوت این دسته از پروتئین‌ها و در نهایت تأثیر آنها بر روی سایر صفات مورد مطالعه باشد.

Identification of drought tolerant wheat cultivars in Iran which is one of the world's arid and semi arid countries has particular importance. For this purpose and for evaluation the response to drought stress imposed with different concentrations of PEG6000 an experiment was conducted using two cultivars of spring wheat in seedling stage with hydroponic culture method. The used plant materials in this research as factorial basis on completely randomized design with four replications were evaluated. The stress factor in this experiment included control (using no PEG6000) and drought stress imposed with PEG6000 10% (-0.26MP), PEG6000 15% (-0.39MP) and PEG6000 20% (-0.52MP) volumetric. Also the second factor was two spring wheat cultivars as tolerant (Niknejhad) and susceptible (Pishtaz). Two weeks after the imposing the drought stress and at the end of rosette stage, samples were collected. The results showed that value of physiological traits decreased under stress condition and two studied cultivars were varied in response to drought stress. For evaluation of protein pattern using proteome analysis, protein extraction from leaf texture was performed and the first dimensional electrophoresis using IPG strips and the second dimension electrophoresis were done by SDS-PAGE technique for both control and stressed plants in both cultivars. Then, staining with commassie brilliant blue, gel imaging and protein spot analysis were performed with PDQuest software. Finally, 23 significant protein spots between control and drought plants for both two cultivars were detected that of these, 14 protein spots were common between the two cultivars and five protein spots were unique to tolerant cultivar and four protein spots were unique to susceptible cultivar. Overall, it seems that the highest common protein groups between the two cultivars were the proteins involved in the photosynthesis optical reaction and detoxifying proteins. Also, the type of responsive unique protein in two cultivars of tolerant and susceptible were different under stress. In total, the most important reason for the sensitivity and tolerance of spring wheat cultivars was the different amounts of these proteins and, finally, their effect on other traits studied.

نویسندگان مقاله
ناممحل خدمتپست الکترونیکی

معروف خلیلی
m khalili

makhalily[AT]yahoo.com نویسنده مسئول

محمد رضا نقوی
mr naghavi

نویسنده مسئول

مقالات چاپ شده