بررسي تاثير پراكسيدهيدروژن بر بيان ژن‌هاي كدكننده‌ي پروتئين‌هاي شوك حرارتي و آنزيم‌هاي آنتي‌اكسيداني تحت تنش گرمايي در گياه توت‌‌فرنگي

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي كشاورزي

كارشناسي ارشد

در بين تنش‌هاي غيرزيستي، تنش گرمايي يكي از مضرترين تنش‌هايي است كه به طور قابل‌توجهي به بافت‌ گياهان آسيب زده، بر رشد و متابوليسم آن‌ها تأثير گذاشته و بهره‌وري و بقاي گياهان را در سراسر جهان تهديد مي‌كند. دماهاي بالا (بيشتر از 30 درجه‌ي سلسيوس) در گياه توت‌فرنگي خسارات شديدي بر رشد توليدمثلي اين گياه داشته و منجر به توليد ميوه‌هايي با كيفيت پايين‌تر مي‌شود. در اين راستا به منظور كاهش اثرات نامطلوب ناشي از تنش گرمايي بر گياهان، انتخاب و استفاده از ارقام متحمل به گرما و يا ايجاد ژنوتيپهاي متحمل و همچنين كاربرد برخي تركيبات شيميايي ضروري مي‌باشد. پراكسيدهيدروژن يكي از تركيباتي است كه نقش مهمي در گياهان ايفا مي‌كند و ممكن است بسياري از واكنش¬هاي فيزيولوژيكي مختلف مانند پاسخ به تنش¬ زيستي و غيرزيستي را كنترل كند، همچنين در غلظت‌هاي پايين‌ در مسيرهاي سيگنال¬دهي و پاسخ¬هاي سلولي، مانند توليد پروتئين¬هاي مرتبط با تنش و آنزيم¬هاي آنتي¬اكسيداني شركت مي¬كند. بنابراين آزمايش حاضر با هدف بررسي تحمل به گرما در گياهان توت‌فرنگي رقم كاماروسا (حساس به گرما) تحت تيمار پراكسيد هيدروژن و تيمار دمايي، به صورت فاكتوريل و در قالب طرح كاملاً تصادفي و در سه تكرار انجام شد. به منظور بررسي بيان ژن‌هاي كدكننده‌ي آنزيم‌هاي آنتي‌اكسيداني و ژن هاي كدكننده پروتئين هاي شوك حرارتي، گياهان توسط پراكسيدهيدروژن در غلظت‌هاي 0 (شاهد)، 1، 5 و 10 ميلي‌مولار، در سه نوبت و با فاصله زماني 24 ساعت، تحت محلول‌پاشي قرار گرفتند. سپس گياهان شاهد در دماي گلخانه (25 درجه‌ي سلسيوس) و گياهان تحت تنش در انكوباتور تنظيم شده در دماهاي 35 و 40 درجه‌ي سلسيوس قرار گرفته و به ترتيب در زمان‌هاي 0 (شروع)، 2 ، 5 و 10 ساعت پس از اعمال تيمار دمايي نمونه‌برداري شدند. نتايج نشان داد، از بين ژن‌هاي كدكننده‌ي پروتئين‌هاي شوك حرارتي، FaTHSFA2a با بيشترين افزايش بيان تحت تيمار دمايي 40 درجه‌ي سلسيوس در پاسخ به تنش گرمايي موثر بوده است. پس از آن به ترتيب در ژن‌هاي FaTHSFB1a، HSP90 و HSP70 افزايش ميزان بيان نسبي ژن تحت تيمار دمايي 35 و 40 درجه‌ي سلسيوس گزارش شد. بررسي بيان ژن‌هاي مرتبط با آنزيم‌هاي آنتي‌اكسيداني نشان داد بيشترين افزايش ميزان بيان نسبي ژن در (Cu-Zn)SOD، تحت تيمار دمايي 40 درجه‌ي سلسيوس پس از گذشت 10 ساعت از آغاز تيماردهي و غلظت پراكسيدهيدروژن 10 ميلي‌مولار نسبت به نمونه‌ي شاهد و همچنين اختلاف ميانگين 09/13 بود. پس از آن، بيشترين افزايش ميزان بيان نسبي ژن به ترتيب مربوط به ژن (Mn)SOD تحت تيمار دمايي 35 درجه‌ي سلسيوس (اختلاف ميانگين 7/11) و 40 درجه‌ي سلسيوس(اختلاف ميانگين 6/11) و ژن‌هاي CAT و (Fe)SOD تحت تيمار دمايي 35 و 40 درجه‌ي سلسيوس بود. بيان ژن‌هاي GR و PRX نيز تحت تيمار‌هاي دمايي و غلظت‌هاي پراكسيدهيدروژن مختلف افزايش يافت. به طور كلي نتايج حاصل از اين مطالعه نشان داد كه رقم حساس به گرماي توت‌فرنگي (كاماروسا) اين توانايي را دارد كه در نتيجه‌ي كاربرد پراكسيدهيدروژن، با افزايش سنتز و فعاليت آنزيم‌هاي آنتي‌اكسيداني و همچنين افزايش بيان ژن‌هاي كدكننده‌ي پروتئين‌هاي شوك حرارتي، نسبت به تنش گرمايي واكنش نشان داده و اثرات نامطلوب تنش گرمايي بر رشد گياه را كاهش دهد.

226917

بيوتكنولوژي كشاورزي

مهندسي كشاورزي

دانشگاه صنعتي اصفهان