تاثیر کمبود آهن بر بیان ژن‌های کد‌کننده‌ فاکتور‌های رونویسی wrky1، bzip56 و nam-b1 در گندم نان (triticum aestivum l.)

مقدمه و هدف: گندم نان (triticum aestivum l.) یکی از مهم‌ترین محصولات تغذیه‌ای در سراسر جهان می‌باشد. گندم نیز مانند سایر گیاهان زراعی در طول دوره رشد با محدودیت‌های محیطی زیادی مواجه است که از جمله این محدودیت‌ها می‌توان به کمبود آهن در خاک اشاره کرد. آهن یکی از عناصر کم ‌مصرف‌ ضروری در گیاهان است که به‌عنوان  کوفاکتور کاتالیزوری در چندین فرایند کلیدی از جمله فتوسنتز و تنفس نقش دارد. مواد و روش‌ها: به‌منظور مطالعه الگوی بیان ژن‌های کد کننده‌ فاکتور‌های ‌رونویسی wrky1، bzip56 و nam-b1 تحت شرایط کمبود آهن در گندم نان، آزمایشی بصورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار در گلخانه اجرا شد. ارقام پیشتاز ( آهن-کارا) و فلات (آهن-ناکارا) گندم ‌نان در شرایط کمبود و کفایت آهن (به ترتیب کمتر از 1/5 و پنج میلی‌گرم آهن در کیلوگرم خاک) کشت و نمونه‌ برداری از برگ و ریشه گیاهان در دو مرحله رویشی (یک ماه پس از جوانه زنی) و زایشی (30 درصد سنبله دهی) انجام گرفت. بیان نسبی ژن‌های کد کننده فاکتورهای رونویسی مذکور تحت شرایط کمبود آهن نسبت به شرایط کفایت آن با استفاده از روش real time pcr اندازه گیری شد. یافته ها: بر اساس نتایج حاصل از تحقیق، بیان ‌نسبی ژن کد کننده عامل رونویسی wrky1 در ریشه هر دو رقم آهن-کارا (پیشتاز) و آهن-ناکارا (فلات) در مرحله رویشی به میزان قابل توجهی افزایش یافت. بیشترین میزان افزایش بیان نسبی ژن های کد کننده عوامل رونویسی bzip56 و nam-b1 به ترتیب در برگ و ریشه رقم آهن-کارا پیشتاز در مراحل ‌رویشی و زایشی مشاهده شد. همچنین میزان بیان ژن bzip56 در ریشه رقم آهن-ناکارا در هر دو مرحله رشدی بطور قابل توجهی افزایش یافت. نتیجه گیری: با توجه به افزایش بیان نسبی ژن wrky1 در برگ و ریشه هر دو رقم در مرحله رویشی، احتمالا این ژن در فعال سازی و القای بیان ژن‌های دخیل در جذب و انتقال آهن در اوایل مراحل رشدی گندم نان مشارکت دارد. همچنین افزایش بیان نسبی ژن bzip56 در ریشه هر دو رقم در مرحله زایشی نشان می دهد احتمالا این ژن در فعال سازی رونوشت برداری ژن‌های دخیل در جذب آهن از خاک در انتهای مراحل رشدی گیاه (مرحله پر شدن دانه) دخالت دارد.  

the effect of iron deficiency on the relative expression of genes encoding transcription factors bzip56, wrky1 and nam-b1 in bread wheat (triticum aestivum l.)

extended abstractintroduction and objective: bread wheat is one of the most important nutritional products throughout the world. wheat, like other crops, faces many environmental constraints during the growing season, such as iron deficiency in the soil. iron is one of the essential micronutrients in plants that act as a catalytic cofactor in several key processes including photosynthesis and respiration.material and methods: to investigate the expression pattern of genes encoding transcription factors wrky1, bzip56 and nam-b1 under soil fe deficiancy, a factorial experiment was conducted in a completely randomized design (crd) with three replications. pishtaz (fe-efficient) and falat (fe–inefficient) bread wheat cultivars were planted under fe deficiency (less than 1.5) and adequacy (5 mg fe / kg soil) conditions and the relative expression of genes was measured in roots and leaves of the plants at vegetative (one month after germination) and reproductive (30% of heading) stages using real time pcr technique. results: the results revealed the considerable enhanced expression of wrky1 in the roots of fe-efficient (pishtaz) and -inefficient (falat) cultivars at vegetative stage. the highest increased expression of bzip56 and nam-b1 genes was observed in the leaves and roots of fe-efficient cultivar (pishtaz) at vegetative and reproductive stage, respectively. the bzip56 expression was also considerably enhanced in the leaves of fe-inefficient cultivar in both stages. conclusion: due to the increased relative expression of wrky1 gene in leaves and roots of both cultivars at vegetative stage, this gene is likely involved in activating and inducing the expression of genes participating in iron uptake and transport in the early stages of plant growth. also, the increased relative expression of bzip56 gene in the roots of both cultivars in the reproductive stage indicates that this gene might be participated in activating the transcription of genes involved in iron absorption from the soil at the end of plant growth stages.