بررسی بیان ژن های P5cs و Pdh و میزان پرولین در لاین های دابل هاپلوئید کلزا (Brassica Napus) تحت تنش شوری

شوری یکی از مهمترین تنش های غیرزیستی است که باعث کاهش عملکرد اکثر گیاهان در سراسر جهان می شود. گیاهان در پاسخ به تنش های محیطی از مکانیسم های مختلفی از جمله تغییر در بیان ژن هایشان و افزایش اسمولیت های سازگار مانند پرولین استفاده می کنند. در این مطالعه به منظور بررسی تاثیر تنش تنش شوری بر بیان ژن‌های p5cs و pdh و میزان پرولین در گیاه کلزا، آزمایشی بصورت فاکتوریل با سه تکرار در آزمایشگاه دانشگاه کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان انجام شد. فاکتور اول شامل سه لاین دابل هاپلوئید (متحمل، نیمه متحمل و حساس) و فاکتور دوم دو زمان نمونه برداری بود. بعد از اینکه گیاهچه ها به مرحله 4 برگی رسیدند تحت تاثیر شوری 150 میلی مولار nacl قرار گرفتند و در زمان های 6 و 24 ساعت بعد از اعمال تنش نمونه برداری صورت گرفت. نتایج بیان ژن p5cs حاکی از بیان بیشتر این ژن در لاین حساس در 6 ساعت بعد از تنش بود ولی در زمان 24 ساعت بعد از تنش میزان بیان این ژن در لاین حساس کاهش یافت ولی بیان این ژن در لاین متحمل به شدت افزایش پیدا کرد. مقایسه میانگین نسبی بیان ژن pdh نشان داد که لاین حساس در هر دو زمان 6 و 24 ساعت بعد از تنش افزایش بیان داشت در حالیکه در لاین نیمه متحمل کاهش بیان مشاهده گردید. میزان پرولین در لاین متحمل بیشتر از دو لاین دیگر بود ولی بین لاین های نیمه متحمل و حساس از لحاظ میزان پرولین تفاوت معنی داری مشاهده نگردید. بطور کلی نتایج این تحقیق بیانگر این است که بیان ژن های pdh وp5cr به میزان تحمل گیاه و زمان تنش بستگی دارد. از آنجائیکه در لاین متحمل افزایش نسبتاً بیشتر در بیان ژن p5cs و مهار بیشتر فعالیت pdh نسبت به لاین حساس مشاهده گردید باعث تجمع بالاتر پرولین در رقم متحمل نسبت به حساس شد بنابراین شاید بتوان از پرولین به عنوان یک اسمولیت شاخص در شناسائی میزان تحمل به تنش شوری در کلزا استفاده نمود.

P5CS and PDH expression levels and proline content in rapeseed doubled haploid lines (Brassica napus) under salinity stress

Salinity is considered as one of the abiotic stresses, which decreases the agricultural production of most crops around the world. Plants use different of adaptive mechanisms to counteract the deleterious effects of salinity as changes in gene expression patterns and the content of compatible osmolytes such as proline. This study was conducted to investigate the effects of salinity stress on expression of P5CS and PDH genes and proline content in canola. To do this, a factorial experiment with three replications was carried out in greenhouse of Agricultural Sciences and Natural Resources of Khuzestan University. Three different lines of doubled haploids (Tolerant, Semi Tolerant and Sensitive) and two sampling times were considered as the first and second factors. The plant seedling were exposed to 150 mM NaCl as salinity stress at 4leaf stage. Then, the sampling was performed at 6 and 24 hours after stress application. The results of P5CS gene expression showed that this gene was expressed more in the sensitive line after 6 hours from NaCl application, its expression decreased after 24 hours from starting of stress. On the other hand, the gene expression of P5CS increased sharply in the tolerated line after 24 hours of stress. Comparison of the relative mean of PDH gene expression showed that the sensitive line had a significant increase at both times (6 and 24 hours after stress), while a semitolerant line had a significant decrease in PDH expression. The content of proline was more in tolerant line than the others, but nonsignificant difference observed between the semitolerant and sensitive lines in terms of proline content. The results of this study indicated that the expression of PDH and P5CR genes depends on the intensity of plant tolerance and post stress times. With considering the more gene expression in P5CS and greater inhibition of PDH activity in tolerant line, more proline accumulation was occurred in tolerant genotype rather than sensitive one. Therefore, proline may be used as an indicator osmolality in the identification of salt stress tolerance in canola.