بررسي تنوع مورفولوژيك، فيزيولوژيك، فيتوشيميايي و تاثير تنش كم آبي بر بيان ژن هاي كليدي موثر در بيوسنتز فلاونوئيد ها در گياه دارويي زنيان (.Trachyspermum ammi L)

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

توليد و ژنتيك گياهي

دكتري

زنيان (Trachyspermum ammi L.) يكي از گياهان دارويي با ارزش در خانواده چتريان است كه ظرفيت بالايي براي بهبود و اصلاح ژنتيكي در راستاي افزايش عملكرد دانه، عملكرد اسانس و توليد متابوليت¬‌هاي ثانويه دارد. تنش‌¬هاي محيطي و بهبود شيوه¬‌هاي زراعي مي¬‌تواند مسير¬هاي متابوليكي گياهان را تحت‌تأثير قرار داده و ميزان توليد اين تركيبات را افزايش دهد. اين پژوهش با هدف شناسايي جمعيت¬هاي متحمل به تنش كم‌¬آبي و ارزيابي تنوع ژنتيكي صفات مورفولوژيك و فيزيولوژيك 28 جمعيت زنيان تحت شرايط تنش كم¬آبي در قالب طرح بلوك كامل تصادفي با سه تكرار طي دو سال زراعي انجام شد. سپس براساس نتايج تجزيه به مولفه‌¬هاي اصلي، 12 جمعيت برتر انتخاب شدند و صفات فيتوشيميايي و تغييرات متابوليت‌¬هاي ثانويه آن¬‌ها مورد بررسي قرار گرفت. نتايج تجزيه واريانس نشان داد كه جمعيت¬ها از نظر اكثر صفات مورد مطالعه اختلاف معني¬داري داشتند. همچنين اثر سطوح آبياري بر تمام صفات معني‌¬دار بود. تنش كم¬آبي موجب كاهش معني¬داري در صفات ارتفاع بوته، تعداد انشعابات فرعي، قطر گل¬‌آذين، تعداد چتر در بوته، مساحت كانوپي، وزن هزار دانه، وزن خشك بوته، تعداد گل و دانه در چتر، عملكرد دانه، محتواي كلروفيل a و b، كلروفيل كل، محتواي كاروتنوئيد و محتواي نسبي آب برگ شد. اما تنش كم¬آبي منجر به افزايش فعاليت آنزيم¬هاي آنتي¬اكسيداني (كاتالاز، آسكوربات پراكسيداز و پراكسيداز)، ميزان مالون¬دي¬آلدهيد، هيدروژن پراكسيد، پرولين، محتواي اسانس، محتواي فنول و فلاونوئيد كل، فعاليت آنتي¬اكسيداني، تركيبات پلي¬‌فنول و تغيير در تركيبات اسانس شد. براي انتخاب جمعيت¬هاي متحمل به تنش، شاخص‌¬هاي TOL، SSI، STI، MP، GMP و YSI مورد بررسي قرار گرفتند كه شاخص¬‌هاي STI، MP و GMP به‌ عنوان شاخص¬‌هاي برتر براي شناسايي جمعيت¬‌هاي متحمل زنيان معرفي شدند. بر اساس اين شاخص¬‌ها جمعيت¬‌هاي Esfahgh، Arakkho و Ardebil به ‌عنوان متحمل¬‌ترين جمعيت¬ها معرفي شدند. آناليز كروماتوگرافي گازي نشان داد كه تيمول، كارواكرول، گاماترپينن و پي¬سيمن تركيبات اصلي اسانس زنيان را تشكيل مي‌¬دهند و بيشترين محتواي تيمول (01/89 درصد) در پاسخ به تنش كم¬آبي در جمعيت Farsmar مشاهده شد. علاوه بر اين، نتايج كروماتوگرافي مايع با كارايي بالا وجود هشت تركيب مهم شامل گاليك اسيد، كلروژنيك اسيد، كافئيك اسيد، پي¬كوماريك اسيد، روتين، فروليك اسيد، رزمارينيك اسيد و آپيجنين را در عصاره فنولي زنيان نشان داد. از آنجائيكه كلروژنيك اسيد، كافئيك اسيد و پي¬‌كوماريك اسيد به‌عنوان تركيبات اصلي عصاره فنولي زنيان هستند جمعيت‌¬هاي Yazd و Arakkho در شرايط تنش كم¬‌آبي به لحاظ برتري معني دار اين تركيبات مي¬‌توانند به‌عنوان منابع غني آنتي¬‌اكسيداني در صنايع غذايي و دارويي استفاده شوند. اين پژوهش به بررسي تغييرات بيان ژن‌¬هاي دخيل در مسير سنتز فلاونوئيد¬ها در شرايط تنش كم¬آبي در گياه زنيان پرداخت. نتايج نشان داد كه بيان ژن PAL2، كه در توليد تركيبات فنولي نقش دارد در بافت‌¬هاي گل¬‌آذين و برگ گياه تحت تاثير تنش افزايش مي¬‌يابد كه اين امر به محافظت از سلول¬‌هاي گياهي كمك مي¬‌كند. در همين راستا، بيان ژن‌¬هاي CHS1، F3’H1 و F3'5'H كه در توليد فلاونوئيد¬ها و آنتوسيانين¬‌ها دخيل هستند تحت تنش كم‌¬آبي افزايش يافت. با اين حال بيان اين ژن¬ها با افزايش مدت زمان تنش كاهش يافت. اين يافته‌¬ها امكان شناسايي و بهره¬‌برداري از جمعيت¬‌هاي متحمل گياه زنيان كه حاوي مقادير بالاي تركيبات پلي¬فنلي باشد را در برنامه‌¬هاي به¬نژادي فراهم مي¬‌كند.

231747

اصلاح نباتات

مهندسي كشاورزي

دانشگاه صنعتي اصفهان