ارزیابی بیان نسبی برخی از ژن‌های دخیل در تحمل سرما نخود زراعی (cicer arietinum l.)

در این پژوهش، اثر تنش سرما بر میزان شاخص خسارت سلولی (h2o2) و فعالیت آنزیم فتوسنتزی فسفوانول پیروات کربوکسیلاز (pepc) و بیان نسبی ژن های زیرواحد کوچک و بزرگ روبیسکو و پروتئین اتصالی به کلروفیل a/b در دو ژنوتیپ متحمل sel96th439 و حساس ilc533 به سرما نخود زراعی (cicer arietimun l.) تحت تنش سرما (˚c 4) بررسی شد. تحت تنش سرما میزان h2o2 در ژنوتیپ متحمل در مقایسه با ژنوتیپ حساس به طور معنی داری کمتر بود (تا %40.8). نتایج نشان داد که فعالیت فسفوانول پیروات کربوکسیلاز (pepc) در هر دو ژنوتیپ و به خصوص در ژنوتیپ متحمل (تا 69%) افزایش یافت با این وجود در روز ششم پس از تنش سرما فعالیت pepc 16.9 درصد در ژنوتیپ متحمل بیشتر از حساس بود. در ژنوتیپ متحمل میزان بیان ژن های زیرواحد کوچک و بزرگ روبیسکو در روز اول تنش سرما نسبت به شرایط کنترل به طور معنی داری افزایش (به ترتیب %80.3 و %70.6) یافت در حالی که در روز ششم تنش میزان بیان این ژن ها (به ترتیب %93.5 و %38.2) کاهش یافت. در ژنوتیپ حساس، میزان بیان ژن ها در مقایسه با شرایط کنترل کاهش مداوم و معنی داری داشت. میزان بیان نسبی ژن پروتئین اتصالی به کلروفیل a/b روند تغییرات تقریبا مشابهی در مقایسه با ژن زیرواحد کوچک و بزرگ روبیسکو نشان داد، با این تفاوت که در روز ششم تنش سرما میزان بیان این ژن در ژنوتیپ متحمل هم سطح کنترل شد. این نتایج احتمالا به استقرار مجدد هموستازی سلولی از طریق فعالیت های متابولیکی و فتوسنتزی در جهت سازگاری گیاه به تنش سرما اشاره دارد. کاهش شاخص خسارت سلولی (h2o2) در ژنوتیپ متحمل در روز ششم تنش سرما در مقایسه با ژنوتیپ حساس تایید کننده این موضوع می باشد. بنابراین تغییر متابولیسم مشارکت کننده در فتوسنتز می تواند شاخصی در ارزیابی درجه تحمل نخود زراعی به سرما باشد.

Assessment of relative expression of some genes involved in cold tolerance in chickpea (Cicer arietimun L.)

In this experiment, the effect of cold stress on cell damage index (H2O2) and photosynthetic enzyme activity of phosphoenolpyruvate carboxylase (PEPC) and relative expression of small Rubisco and large Rubisco subunit genes and the chlorophyll a/b binding protein gene were studied in two chickpea (Cicer arietimun L.) genotypes differing in cold sensitivity (tolerant Sel96th11439 and sensitive ILC533) during cold stress (4˚C). Under cold stress, H2O2 was significantly lower in the tolerant genotype compared to the sensitive one (by 40.8%). Results showed that PEPC activity increased in both genotypes particularly in tolerant genotype (by 69%). However, on the sixth day of cold stress, PEPC activity in tolerant genotype was 16.9% more than sensitive genotype. In tolerant genotype, the expression of small and large Rubisco subunit genes on the first day of cold stress showed significant increase (by 80.3% and 70.6%, respectively) compared to control conditions, while on the sixth day of cold stress, the expression of these genes significantly declined (93.5% and 38.2%, respectively) compared to control conditions. In sensitive genotype, the expression of studied genes significantly declined compared to control conditions. The relative expression of chlorophyll a/b binding protein gene has shown almost the same trend compared to small and large subunit, with the difference that in tolerant genotype, on the sixth day of cold stress was equaled to control plants. These results are probably referred further homeostasis of cell through metabolic activities and photosynthesis for acclimatization the plant to cold stress. The reduction of cell damage index (H2O2) in tolerant genotypes on the sixth day of cold stress compared to sensitive genotype confirms this issue. Therefore, changes in metabolism involved in photosynthesis can be an indicator for assessing the degree of cold tolerance in chickpea.