بررسی بیان پروتئین‌های القاء شده برگ دو رقم گندم تحت تنش کادمیوم و جیوه با استفاده تکنیک الکتروفورز دو بعدی

گندم یکی از منابع مهم غذایی بشر می باشد. کادمیوم و جیوه به گروه های سولفیدریل پروتئین های ساختاری و آنزیم ها متصل شده و باعث مهار فعالیت، کاهش تولید پروتئین و تداخل با تنظیم آنزیمی احیائی می شوند. به منظور بررسی نحوه بیان پروتئین ها تحت تاثیر کادمیوم و جیوه آزمایشی به صورت فاکتوریل که فاکتورها شامل ارقام گندم در دو سطح (گنبد و تجن)، فلزات سنگین در هفت سطح (شاهد، کلرید جیوه در چهار غلظت 5، 10، 15 و 20 میکرومولار و کلرید کادمیوم در دو غلظت 0.25 و 0.5 میلی مولار) و زمان نمونه برداری در دو سطح (8 و 16 ساعت) بودند در قالب طرح کاملاً تصادفی با 3 تکرار در دانشکده کشاورزی دانشگاه محقق اردبیلی به اجرا در آمد. بدین منظور از روش برادفورد برای تعیین مقدار کمی پروتئین ها و برای بیان آنها از sdspage 12% و تکنیک الکتروفورز دو بعدی (twodimensional) استفاده گردید. نتایج نشان داد که تحت تنش کادمیوم و جیوه مقدار کمی پروتئین کل نسبت به حالت کنترل افزایش می یابد. الکتروفورز دو بعدی پروتئین تحت تنش کادمیوم نشان دهنده اختلافاتی در شدت بیان لکه های پروتئینی برگ نسبت به گیاه کنترل بود. به طورکلی پروتئین هایی که در مقابله با کادمیوم تغییر بیان دادند در دو گروه تقسیم بندی شدند: لکه های 9، 10، 13، 14 و 16 متعلق به پروتئین هایی بودند که نسبت به شاهد کاهش بیان داشتند، اما لکه های 1، 2، 8، 19 و 20 نسبت به شاهد بیان بیشتری نشان دادند که پروتئین های مربوط به این لکه ها در ارتباط مستقیم با سیستم دفاعی در مقابل تنش می باشند.

Expression of Leaf Proteins in Two Cultivars of Bread Wheat under Cadmium and Mercury Stress Using Two-Dimensional Gel Electrophoresis

Wheat is an important source of human food. Cadmium and mercury bind to sulfhydryl groups of structural proteins and enzymes and cause inhibition in activity and decrease in protein production or interfere with the regulation of the enzymes. To study the effect of protein expression under different levels of cadmium and mercury, the experiment was conducted in a completely randomized design with three replications in Mohaghegh Ardabili University, Ardabil, Iran. Experimental factors consisted of two Gonbad and Tajan bread what cultivars, heavy metals in seven levels (four concentrations of mercuric chloride in 5, 10, 15 and 20 micro M and cadmium chloride at two concentrations of 0.25 and 0.5 mM) and sling time after 8 and 16 hours of treatment. The Bradford method was used for quantitative analysis of proteins and 12% SDSPAGE and two dimensional electrophorese techniques were hired for analysis of their expression. The results showed that under cadmium and mercury stresses, the total protein content increased compared to the control. Twodimensional electrophoresis of proteins under cadmium stress showed differential expression of the protein spots on the plant leaves, than the control. In general, changes in the expression of proteins under the effect of cadmium stress were divided into two main categories: Spots 9, 10, 13, 14 and 16 belonged to proteins with reduced expression and the spots 1, 2, 8, 19 and 20 belonged to proteins with increased expression, in comparison to nonstressed control. These spots of up regulated proteins were directly related to the defense system against the heavy metal stress.