الگوی بیان ژن های کد کننده عوامل رونویسی bzip56،wrky1 و nam-b1 تحت شرایط کمبود روی در گندم نان (triticum aestivum l.)

مقدمه و هدف: گندم نان (triticum aestivum l.) یکی از مهم ترین محصولات اصلی تغذیه ای در جهان است. با وجود تلاش ها در جهت بهبود کیفیت گندم، سطح ریزمغذی ه ای آن هنوز پایین تر از حد مطلوب برای تغذیه انسان قرار دارد. به ویژه کمبود روی (zn) یک مشکل گسترده تغذیه ای در کشورهایی است که به طور عمده به رژیم غذایی وابسته به غلات متکی می باشند. بنابراین تحقیق حاضر به منظور مطالعه و بررسی الگوی بیان ژن های کدکننده عوامل رونویسی bzip56، wrky1 و namb1 تحت شرایط کمبود روی در گندم نان اجرا شد.مواد و روش‌ها: در این تحقیق، دو رقم گندم هامون (رویکارا) و هیرمند (رویناکارا) در شرایط کمبود و کفایت روی ( به ترتیب صفر و پنج میلی گرم روی در کیلوگرم) خاک کشت و نمونه برداری از برگ و ریشه گیاهان در دو مرحله 30 روز بعد از جوانه زنی (رویشی) و 30 درصد گلدهی (زایشی) انجام گرفت و بیان نسبی ژن های کد کننده عوامل رونویسی فوق الذکر در شرایط کمبود روی نسبت به شرایط کفایت آن با استفاده از روش real time pcr مورد ارزیابی قرار گرفت.یافته‌ها: نتایج نشان داد که بیش ترین میزان افزایش بیان نسبی ژن های bzip56 (بیش از 77 برابر کنترل) و wrky1 (بیش از 20 برابر کنترل)، در ریشه رقم رویکارا (هامون) در مرحله زایشی مشاهده شد. همچنین میزان بیان هر دو ژن در برگ رقم هامون در مرحله رویشی نیز بطور قابل توجهی نسبت به گیاهان شاهد افزایش یافت. بیشترین میزان بیان نسبی ژن کد کننده عامل رونویسی namb1 (بیش از 54 برابر کنترل) در برگ رقم روی‌ناکارای هیرمند در مرحله زایشی مشاهده شد. همچنین میزان بیان این ژن در ریشه و برگ رقم رویکارای هامون به ترتیب در مراحل زایشی و رویشی بطور قابل توجهی نسبت به گیاهان شاهد افزایش یافت.نتیجه‌گیری: بطور کلی با توجه به افزایش بیان نسبی رونوشت های هر سه ژن کد کننده عوامل رونویسی مورد مطالعه در مرحله زایشی در ریشه رقمرویکارا، احتمالا هر سه ژن در فعال سازی و القای رونوشت برداری ژن های دخیل در جذب روی در ریشه در شرایط کمبود روی در انتهای دوره رشدی مشارکت دارند. بنابراین می توان از این ژن ها در در برنامه های اصلاحی بهبود کیفیت دانه و غنی سازی زیستی گندم نان برای تولید ارقام رویکارا استفاده کرد.

Expression pattern of genes encoding bZIP56, WRKY1 and NAM-B1 transcription factors under Zn deficiency conditions in bread wheat (Triticum aestivum L.)

Extended AbstractIntroduction and Objective: Bread wheat (Triticum aestivum L.) is one of the most important nutritional products in the world. Despite efforts to improve the quality of wheat, its micronutrient level is still below the optimal level for human nutrition. Zinc (Zn) deficiency in particular is a widespread problem of human nutrition in countries that rely heavily on cerealbased diets. Hence, the current investigation was performed to investigate the expression pattern of genes encoding transcription factors bZIP56, WRKY1 and NAMB1 under Zn deficiency conditions in bread wheat.Material and Methods: In this investigation, two Znefficient (Hamoon) and -inefficient (Hirmand) bread wheat cultivars were planted under Zn deficiency (0) and adequacy (5 mg Zn / kg soil) conditions and the relative expression of the abovementioned genes was measured in root and leaf of the cultivars in Zn deficiency conditions at two growth stages: one month after germination (vegetative stage) and 30% of heading (reproductive stage) using real time PCR technique.Results: The results reveled the highest expression of bZIP56 (more than 77fold) and WRKY1 (more than 20fold) in roots of Znefficient (Hamoon) cultivar at vegetative stage. Also, the expression of these genes in the leaves of Hamoon at vegetative stage was considerably increased compared to control plants. The highest expression of NAMB1 (more than 54fold) was observed in the leaves of Zninefficient (Hirmand) cultivar at reproductive stage. The expression of this gene in the roots and leaves of Znefficient (Hamoon) cultivar was also enhanced remarkably at both reproductive and vegetative stages, compared to control plants. Conclusion: In conclusion, regarding the enhanced expression of the three studied genes at vegetative stage in the roots of Znefficient cultivar, they are probably involved in the activation of the transcription of the genes involved in Zn uptake in the roots under Zn deficiency conditions. Therefore, these genes could be used in the seed quality improvement and biofortification breeding programs of bread wheat for producing Znefficient cultivars.