تغییرات شاخص‌های رشدی و بیان ژن 1- دئوکسی گزیلولوز 5- فسفات ردوکتاز ایزومراز (dxr) تحت تاثیر سالیسیلیک اسید و کیتوزان در thymbra spicata l. در سطوح مختلف آبیاری

سابقه و هدف: آویشن زوفایی (thymbra spicata l.) گیاهی از تیره نعنائیان (lamiaceae) منبعی غنی از ترکیب‌های معطر و اسانس است. این پژوهش با هدف بررسی تاثیر الیسیتورهای سالیسیلیک اسید و کیتوزان بر شاخص‌های رشدی و بیان ژن 1- دئوکسی گزیلولوز 5- فسفات ردوکتاز ایزومراز (dxr) در این گیاه تحت تاثیر سطوح مختلف آبیاری در راستای افزایش بهره‌وری این گیاه دارویی، به صورت کشت گلدانی و در شرایط گلخانه‌ای در استان ایلام در سال 97-1396 انجام شد.مواد و روش‌ها: آزمایش مورد نظر به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با 15 تیمار و سه تکرار انجام شد. تیمارهای آبیاری در سه سطح نرمال (a₁)، آبیاری 70% ظرفیت مزرعه (a₂)، آبیاری 40% ظرفیت مزرعه (a₃) و تیمار محلول‌پاشی در پنج سطح که شامل تیمار شاهد (b₁)، تیمارهای کیتوزان در غلظت‌های 0/5 گرم در لیتر (b₂) و 1 گرم در لیتر (b₃)، محلول‌پاشی سالیسیلیک اسید در غلظت‌های 2.5 میلی‌مولار (b₄) و 5 میلی‌مولار (b₅) اعمال شد. محلول‌پاشی در مرحله 10 تا 12 برگی انجام شد. برای استفاده از الیسیتورهای کیتوزان و اسید سالیسیلیک، پودر آنها را در اسید استیک 5% حل کرده و بعد در آب مقطر با غلظت‌های مختلف محلول‌ها آماده ‌شدند. سه ماه بعد از کاشت (بوته‌ها در ارتفاع 20-15 سانتی‌متری) اقدام به اعمال تیمارهای تنش آبی شد. برای اعمال الیسیتورها، همزمان با تیمار تنش آبی، طی سه نوبت به فواصل ده روزه، محلول‌پاشی انجام گردید. برای بررسی تغییرات بیان ژن ‌dxr به‌عنوان یکی از ژن‌های کلیدی در مسیر بیوسنتز کارواکرول، از روش rt-pcr کمّی استفاده شد. در همین راستا، rna تام از نمونه‌ها استخراج و کمّیت و خلوص آنها ارزیابی و تایید شد. سپس cdna سنتز و از آغازگرهای اختصاصی طراحی شده برای تکثیر توالی هدف استفاده شد. با استفاده از ژن مرجع gapdh مربوط به آویشن زوفایی، میزان بیان ژن به روش سنجش نسبی بررسی شد. برای آنالیز داده‌ها از روش اختلاف در تغییرات چرخه آستانه (2-∆∆ct) و نرم‌افزار relative expression software tool (rest) استفاده گردید.نتایج: نتایج حاصل از جدول تجزیه واریانس نشان داد سطوح مختلف آبیاری بر همه شاخص‌های کمّی رشد شامل ارتفاع گیاه، طول ریشه، تعداد انشعابات اصلی شاخه، وزن‌تر و خشک ریشه، وزن‌تر برگ، وزن‌تر و خشک ساقه بجز وزن خشک برگ معنی‌دار بود (0.01>p). اثر متقابل کم‌آبیاری و محلول‌پاشی اسید سالیسیلیک و کیتوزان بر وزن ‌تر ریشه، وزن تر برگ و وزن تر ساقه در سطح احتمال 1% معنی‌دار بود. براساس همین نتایج، شاخص وزن خشک ساقه در تیمار اثر متقابل آبیاری و محلول‌پاشی در سطح احتمال 5% معنی‌دار بود. نتایج نشان داد که اثر متقابل تیمار آبیاری و محلول‌پاشی بر وزن خشک برگ، تعداد انشعابات اصلی بوته و طول ریشه معنی‌دار نبود. در این پژوهش، بیان ژن dxr بعد از اعمال دو غلظت مختلف کیتوزان (0.5 و 1 گرم بر لیتر) تغییرات چندانی از خود نشان نداد، در حالی‌ که تیمار سالیسیلیک اسید با غلظت 2.5 میلی‌مولار در سطح احتمال 1% معنی‌دار بود و سبب افزایش بیان ژن dxr شد. سطح رونوشت این ژن بعد از اعمال تیمار 5 میلی‌مولار این محلول به ‌اندازه 29.72برابر افزایش پیدا کرد که در سطح 1% معنی‌دار بود. میزان کم‌آبیاری، بیان این ژن را کاهش داد.نتیجه‌گیری: نتایج بدست آمده نشان داد که بهترین نوع آبیاری، آبیاری نرمال بود تا گیاه آویشن زوفایی بتواند در شاخص‌های رشدی در وضعیت مطلوبی قرار گیرد. محلول‌پاشی کیتوزان در غلظت‌های مختلف اثر معنی‌داری بر وزن خشک، وزن تر و بیان ژن dxr نشان نداد؛ در حالی که اسید سالیسیلیک در افزایش شاخص‌های رشدی تاثیرگذار بود و بیان ژن dxr نیز همزمان در گونه مذکور در طی محلول‌پاشی اسید سالیسیلیک افزایش پیدا کرد که می‌تواند حکایت از تاثیر مثبت این الیسیتور در افزایش عملکرد و سنتز مواد موثره ارزشمند ازجمله کارواکرول باشد.

variation of growth indices and expression of 1- deoxyxylulose 5-phosphate reductase isomerase (dxr) gene under the effect of salicylic acid and chitosan in thymbra spicata l. with different irrigation levels

background and objectives: thymbra spicata l. belongs to the lamiaceae family and is a rich source of aromatic compounds and essential oils. this research was conducted to study the effect of salicylic acid and chitosan elicitors on the growth indicators and dxr gene expression in t. spicata l. under different levels of irrigation towards enhancing the performance of this medicinal plant in experimental pots in a greenhouse in ilam province during 2017-18.methodology: a factorial design was used with 15 treatments and three replications in a completely randomized study. irrigation regimes at three levels of normal (a₁), 70% of field capacity (a₂), 40% of field capacity (a₃), and foliar spraying at five levels, including control (b₁), chitosan at concentrations of 0.5 g.l-1 (b₂) and 1 g.l-1 (b₃), salicylic acid foliar spraying at concentrations of 2.5 mm (b₄) and 5.0 mm (b₅) were used at the 10-12 leaf stage. to prepare chitosan and salicylic acid elicitors, the powders were dissolved in 5% acetic acid and then adjusted to desired concentrations with ddh2o. irrigation regimes were applied three months after cultivation (15-20 cm seedlings). to apply the elicitors simultaneously with the water stress treatment, foliar spraying was done three times at ten-day intervals. quantitative rt-pcr was used to investigate the expression changes of the dxr gene, which is one of the key genes in the carvacrol biosynthesis pathway. in this regard, total rna was extracted, and cdna was synthesized after assessment of its quantity and quality. with the aid of specific primers, the target sequence was amplified. furthermore, using the gapdh reference gene reported in hyssop thyme, the gene expression level was investigated through the relative quantification method. the method of difference in cycle threshold (2-∆∆ct) and relative expression software tool (rest) were used to analyze the data.results: the analysis of the variance table showed the effect of different levels of irrigation on all quantitative growth indices, including plant height, root length, number of main branches, root fresh and dry weight, leaf fresh weight, stem fresh and dry weight, except leaf dry weight, were significant (p<0.01). the interactive effect of low irrigation and foliar spray of salicylic acid and chitosan on root fresh weight, leaf fresh weight, and stem fresh weight was significant at 1%. accordingly, the interaction effect of irrigation and foliar spraying on the dry weight of the stem was significant at the 5% probability level. the results showed that the interactive effect of irrigation and foliar spray on leaf dry weight, number of main branches, and root length was insignificant. in this study, dxr gene expression did not show many changes after applying two different levels of chitosan (0.5 and 1.0 g.l-1). in contrast, salicylic acid treatment with 2.5 mm was significant at 1% probability and caused an increase in gene expression. the transcript level of this gene increased 29.72 times after applying 5.0 mm of this solution, which was significant at the 1% level. the amount of low irrigation decreased this gene’s expression.conclusion: based on the obtained data, the normal irrigation method is the most suitable for hyssop thyme plants regarding their growth indicators. foliar spraying of chitosan at different levels did not significantly affect growth indices and dxr gene expression. at the same time, salicylic acid increased them in this species. as a result, salicylic acid elicitor can increase carvacrol yield and biosynthesis.