بررسی میزان پرولین، عملکرد دانه و بیان ژن های دخیل در تحمل به تنش خشکی در ارقام هیبرید ذرت

مقدمه و هدف: تنش خشکی یکی از تنش‎های محیطی مهم است که عملکرد دانه ذرت را در دنیا و ایران کاهش می‎دهد. وقوع تنش خشکی در مزارع امری اجتناب ناپذیر است. برای حل این مشکل راهکارهای فراوانی پیشنهاد شده است که یکی از مهم ترین آن‎ها وجود رقم مناسب و متحمل به تنش خشکی است.مواد و روش‌ها: آزمایشی به صورت کرت‎های خرد شده در قالب طرح بلوک‎های کامل تصادفی در سه تکرار در شرایط مزرعه اجرا شد. تنش خشکی به عنوان عامل اصلی در سه سطح: 75±5 میلی‏ متر تبخیر از طشتک تبخیر کلاس a (تیمار بدون تنش یا شاهد)، آبیاری پس از 5±115 میلی ‏متر تبخیر (تنش متوسط) و آبیاری پس از 5±140 میلی‏متر تبخیر (تنش شدید) و هیبریدهای ذرت (شامل سینگل کراس 704 به عنوان شاهد، کارون و مبین) به عنوان عامل فرعی در نظر گرفته شدند. نمونه برداری برای ارزیابی بیان ژن‎ها در سه مرحله 4 برگی، گرده افشانی و 10 روز بعد از گرده افشانی انجام و بیان ژن‎های zman13، zmsod3، cat2 و zmmet1 مورد ارزیابی قرار گرفت. در زمان برداشت نیز مقدار پرولین و عملکرد دانه اندازه گیری گردید. یافته‌ها: نتایج ارزیابی بیان ژن ها حاکی از افزایش بیشتر بیان ژن های کاتالاز و سوپر اکسیداز تحت تنش متوسط و افزایش بیان ژن های متالوتیونین و zman13 در تنش های شدید  نسبت به شاهد بود. در بین ارقام مورد بررسی رقم کارون در تمامی مراحل ارزیابی هم در شرایط تنش متوسط و هم در تنش شدید برای ژن‎های مورد مطالعه نسبت به شاهد افزایش بیان نشان داد. با اندازه گیری میزان پرولین نیز مشخص شد که ارقام تحت تنش متوسط پرولین بالاتری داشتند و رقم کارون بالاترین مقدار پرولین را نسبت به سایر ارقام داشت. همچنین عملکرد دانه ارقام تحت تنش خشکی نسبت به شاهد کاهش معنی داری  نشان داد. در این میان رقم سینگل کراس 704 با 3/9 تن در هکتار کمترین عملکرد دانه را داشت که اختلاف آن با رقم مبین معنی دار نگردید و رقم کارون با عملکرد دانه 5/02 تن در هکتار بالاترین عملکر دانه را تحت تنش شدید دارا بود. نتیجه‌گیری: به طور کلی نتایج نشان داد که تحت تنش خشکی رقم کارون عملکرد دانه بالاتری نسبت به دو رقم دیگر داشت که بیانگر تحمل این رقم نسبت به خشکی بود.

evaluation of proline amount, yield and expression of genes involved in drought stress in maize cultivars

extended abstractintroduction and objective: drought stress is one of the most important environmental stress that affect maize grain yield worldwide. the event of drought stress in field is investable. in order to solve the problem some suggestions have been made, among those, it seems the best one is using tolerated cultivars.material and methods: experiment was conducted in split plot format by using randomized complete block design with three replicates in field condition. the main factor was three level of drought treatments including 75+- 5 mm (control), 115+- 5 mm (mild stress) and 140+- 5 mm (severe stress) evaporation out of evaporation pan class a. the sub factor included three maize cultivars, 704 single cross, karoon and mobin. sampling for gene expression including zman13, zmsod3, cat2 and zmmet1 were conducted at three growth stages including four leaves, anthesis and 10 days after anthesis. measuring of grain yield and proline were conducted at harvesting stage.results: the amount of genes catalase and superoxide-dismutase increased by mild drought stress whereas for two genes metalothinonein and zman13 increased by severe drought stress. the karoon cultivar showed increases transcript for all genes at all sampling stages. the amount of proline was higher in mild drought stress rather than severe, also, karoon cultivar had higher level of proline rather than other cultivars. grain yield was decreased significantly by drought stress treatments. single cross 704 has 3.90 ton/ha in overall and it showed no statistical difference to mobin grain yield. karoon cultivar had most grain yield amount (5.02 ton/ha) by severe drought stress.conclusion: karoon cultivar showed the most amount of grain yield under drought stress treatments in compared to other cultivars. this was somehow expected base on gene expression trend as well as proline amount in karoon cultivar.