بررسی بیان عوامل رونویسی دخیل در تحمل به تنش شوری در ژنوتیپ‌های اصلاحی جو زراعی (hordeum vulgare l.)

هدف: تنش شوری به عنوان یکی از مهم­ترین تنش­های غیر زیستی موثر بر کاهش تولید محصولات زراعی در دنیا شناخته می­شود. یکی از مهم­ترین استراتژی­های مقابله با کاهش عملکرد در شرایط محیطی شور ایجاد واریته­های متحمل به شوری است. از این رو، بررسی الگوی  بیان ژن­های موثر در پاسخ به تنش شوری و مسیرهای بیوسنتزی می­تواند در ایجاد ژنوتیپ­های متحمل بسیار موثر باشد. هدف از این مطالعه مقایسه الگوی بیان ژن­های hvsos1، hvsos3، hvnhx3 و hvhkt3 در برخی از ژنوتیپ­های اصلاحی جو تحت تنش شوری بود.مواد و روش‌ها: در این پژوهش اثر تنش شوری بر تغییرات بیان ژن­های hvsos1، hvsos3، hvnhx3 و hvhkt3 در شش ژنوتیپ اصلاحی جو به همراه رقم مهر (به عنوان شاهد) در دو تیمار عدم تنش (بدون کلرید سدیم) و تنش شوری با غلظت 200 میلی­مولار کلرید سدیم مورد بررسی قرار گرفت. رقم و ژنوتیپ­های مورد ارزیابی در شرایط کنترل شده گلخانه و در محیط کشت هیدروپونیک کشت و مورد بررسی قرار گرفتند. پس از پایان اعمال دوره تنش، نمونه­برداری از گیاهچه­ها انجام و میزان بیان نسبی هر یک از ژن­های مورد نظر مورد سنجش قرار گرفت.نتایج: بر اساس نتایج به دست آمده اختلاف معنی­داری بین تیمارهای آزمایشی و ژنوتیپ­ها از نظر بیان چهار ژن مورد نظر مشاهده شد. تیمار تنش شوری به طور معنی­داری موجب افزایش بیان هر یک از ژن­های hvsos1، hvsos3، hvnhx3 و hvhkt3 به میزان 76/14، 65/4، 4 و 4 برابر نسبت به تیمار عدم تنش شد. مقایسه الگوی بیان ژن­ها در ژنوتیپ­های مختلف نشان داد دو ژنوتیپ g3 و g6 نسبت به رقم شاهد و دیگر ژنوتیپ­ها دارای بیشترین میزان رونوشت ژن­های فوق بوده و به نظر می­رسد دارای تحمل به تنش بالایی باشند. از دیگر نتایج به دست آمده از این پژوهش می­توان به ارتباط بین ژن­های hvhkt3 و hvsos اشاره نمود، به طوری که این ژن­ها در ژنوتیپ­های متحمل دارای بیشترین میزان سطح رونوشت بودند.نتیجه‌گیری: استنباط می­شود که افزایش بیان ژن­های بررسی شده قسمت مهمی از مکانیسم­های تحمل به شوری بوده زیرا هر یک از آن­ها نقش مهمی در مسیرهای پیام­رسانی و جابجایی یون­های سدیم در سلول­های گیاهی دارند و ژنوتیپ g3 و g6 با داشتن چنین پتانسیلی می­تواند به عنوان کاندیدهای مناسبی برای آزمایش های بعدی و استفاده به عنوان ارقام متحمل به شوری در نظر گرفته شوند.

Evaluation of gene expression of transcription factors involved in salinity tolerance in Barley (Hordeum vulgare L.) advanced genotypes

ObjectiveSalinity stress is considered as one of the most important abiotic stresses that significantly decreased crop production in the world. The development of salttolerant varieties is one of the most strategies against decreasing crop performance in saline conditions. Hence, assessment of expression patterns of genes responsible for the biosynthesis pathways can be very effective in creating tolerant genotypes. The main objective of this study was to compression of expression patterns of HvSOS1, HvSOS3, HvNHX3, and HvHKT3 genes in some advanced barley genotypes under salinity stress conditions. Materials and methodsIn the present study, the effect of salt stress on relative changes expression of HvSOS1, HvSOS3, HvNHX3, and HvHKT3 genes in the six advanced barley genotypes along with Mehr cultivar (as a check) was investigated under the control (no NaCl) and salt (200 mM NaCl) treatments. All tested genotypes were planted under controlled greenhouse conditions using a hydroponic system. After salt treatment duration, all seedling plants were subjected to sampling and the relative expression of selected genes was estimated.ResultsBased on obtained results, there are significant differences between treatments as well as among tested genotypes. Salt treatment significantly increased expression of HvSOS1, HvSOS3, HvNHX3, and HvHKT3 genes by 14.76, 4.65, 4, and 4fold compared to the control treatment, respectively. Comparison of the expression patterns of studied genes showed that two genotypes G3 and G6 had the highest transcription rate of mentioned genes and it seems that they have an acceptable tolerance to the high levels of salinity stress. A positive association between HvHKT3 and HvSOS genes was another obtained result so that two identified genotypes indicated the highest expression of these genes under salt treatment.  ConclusionsIt is inferred that increasing expression of studied genes is an important part of the salt tolerance mechanism because each of them has a key role in the signaling pathway and translocation of Na ions in the plant cells. Two identified genotypes, G3 and G6, with having this potential can be appreciated candidates for future research and use as salttolerant cultivars.