اثر اسید سالیسیلیک بر رونوشت برداری از ژن بتائین آلدهید دهیدروژناز در سیب‌زمینی (.solanum tuberosum l) رقم آگریا تحت تنش شوری

تنش شوری، یک تنش محیطی است که رشد و نمو گیاهان و تولید محصولات کشاورزی ازجمله سیب‌زمینی را در بیشتر نقاط جهان متاثر می‌سازد. بحران زیست‌محیطی دریاچه ارومیه و اثرات منفی آن بر زمین های کشاورزی اطراف این دریاچه به‌عنوان یک تهدید جدی برای تولید بسیاری از محصولات مهم و اقتصادی کشاورزی همچون سیب زمینی محسوب می شود. گلایسین بتائین در اکثر گیاهان به‌عنوان یک ماده غیر سمی باعث افزایش تحمل گیاهان به شرایط نامناسب تنش های شوری و خشکی می گردد. مطالعات زیادی در مورد چگونگی دخالت سالیسیلات ها در واکنش گیاهان به تنش های غیرزنده محیطی از قبیل تابش ماورای بنفش، خشکی، شوری و سرمازدگی انجام یافته است. در این تحقیق، تاثیر تنش شوری (کلرید سدیم) و تیمار اسید سالیسیلیک بر بیان ژن بتائین آلدهید دهیدروژناز (loc102601322) به روش rt-pcr نیمه کمی در گیاهچه های سیب‌زمینی رقم اگریا در محیط کشت ms بررسی شد. برای این منظور، آزمایشی به‌صورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار و در هر تکرار با چهار ریز نمونه در آزمایشگاه کشت بافت گیاهی گروه علوم و مهندسی باغبانی دانشگاه تبریز به اجرا در آمد. عامل‌های آزمایش، شامل شوری (کلرید سدیم) در دو سطح (صفر و 70 میلی مول بر لیتر)، اسید سالیسیلیک در چهار سطح (صفر، 1، 10 و 100 میلی مول بر لیتر) بود. نتایج نشان داد که اثر تیمار کلرید سدیم بر میزان گلایسین بتائین معنی دار بود، بااین‌حال اثر متقابل شوری و اسید سالیسیلیک بر صفات بیوشیمیایی معنی دار نبود. نتایج مولکولی نشان داد که میزان بیان ژن بتائین آلدهید دهیدروژناز در تمام غلظت‌های بررسی‌شده اسید سالیسیلیک و تنش شوری نسبت به گیاه شاهد افزایش قابل‌توجهی نشان داد که حداکثر میزان بیان این ژن در غلظت 100 مول بر لیتر اسید سالیسیلیک مشاهده شد. همبستگی معنی داری بین بیان ژن بتائین آلدهید دهیدروژناز و میزان گلایسین بتائین مشاهده شد. چنین به نظر می رسد که کاربرد اسید سالسیلیک موجب کاهش اثرات منفی تنش شوری در گیاهچه های سیب‌زمینی در شرایط کشت درون شیشه ای می گردد.

Effect of salicylic acid on betaine aldehyde dehydrogenase gene expression in potato (Solanum tuberosum L., cv. Agria) under salinity stress

Introduction Potato (Solanum tuberosum) is an important crop in tropical countries. Salinity stress is the crucial factor that seriously limits agricultural production in various regions especially in arid and semiarid areas. Salicylic acid is a bioactive molecule that synthesizes via enzymatic and nonenzymatic pathways under stress conditions in different organs of plant, regulates and adjustments defense reactions of plant. Salicylic acid (SA) is known as a signalling molecule that modifies plant responses to pathogen infection. Many studies have shown that this compound can protect plant under oxidative stresses and maintain chlorophyll. In addition to being an important component of biotic stress tolerance mechanism, SA also regulates various aspects of plant responses to abiotic stresses through extensive signalling crosstalk with other growth hormones. However, exact mechanisms by which SA protects plants during abiotic stresses remain obscure. Salinity stress is the crucial factor that seriously limits agricultural production in various regions especially in arid and semiarid areas. Salicylic acid is a bioactive molecule that synthesizes via enzymatic and nonenzymatic pathways under stress conditions in different organs of plant, regulates and adjustments defense reactions of plant. Salicylic acid (SA) is known as a signalling molecule that modifies plant responses to pathogen infection. Many studies have shown that this compound can protect plant under oxidative stresses and maintain chlorophyll. In addition to being an important component of biotic stress tolerance mechanism, SA also regulates various aspects of plant responses to abiotic stresses through extensive signalling crosstalk with other growth hormones. However, exact mechanisms by which SA protects plants during abiotic stresses remain obscure. Material and methods This experiment was conducted at the plant tissue culture laboratory of Horticultural Sciences, Department, University of Tabriz, Iran, during spring–summer of 2017. The present study was aimed to investigate of salicylic acid effect on betaine aldehyde dehydrogenase gene expression and glycine betainesynthesis in Solanum tuberosum cv. Agria under salinity stress on in vitro condition. The experiment treatments included four level of salycilic acid (0, 1, 10 and 100 mM) and two level of sodium chloride (0 and 70 mM). In the present study, MS media culture was used and sodium nitroprusside was applied for increasing the betaine aldehyde dehydrogenase gene expression (the responsible gene of glycine betaine synthesis) under salinity stress. Four weeks after treatment, total RNA of treated explants was extracted and semi quantitative RTPCR was used for the analysis of expression of betaine aldehyde dehydrogenase gene. Results and semi quantitative RTPCR was used for the analysis of expression of betaine aldehyde dehydrogenase gene. The glycinbetainecontent was measured with iodide potassium. The survey of betaine aldehyde dehydrogenase gene expression showed increased under salinity stress. Also salicylic acid increased the glycine betaine content in grown plantlets which were grown under normal condition.The expression pattern of glycine betain gene showed tha by increasing of salicylic acid and sodiuom chloride concentration the expression of glycine betain gene has been increased in all samples. however under salinity stress this compound showed negative effect on glycinbetaine content. ConclusionIn conclusion, antioxidant activity, total phenol and protein were increased salinity stress. In addition, antioxidant activity and glycine betaine content during salt stress period was decreased application of nitric oxide. The glycine betaine content of plantlets in general condition with application of sodium Salicylic acid increased but under salinity stress, Salicylic acid had negative effect on glycine betaine content. The results of this research showed that exogenous application of salicylic acid increased the expression level of genes and lead to enhancement of plant tolerance to salinity stress. Further studies are necessary to determine optimum concentration and duration of Salicylic acid application in order to achieve maximum benefit in Solanum tuberosum tissue culture.