ارزیابی مسیر بیوسنتزی پرولین نخود زراعی از طریق تخریب پوتریسین تحت تنش سرما

سازگاری متابولیکی گیاهان به تنش سرما نقش مهمی در بقا، رشد و عملکرد گیاهان زراعی دارد. پرولین به‌عنوان اسمولیت احتمالاً در جهت مقابله با تنش اکسیداتیو القا شده توسط سرما مشارکت دارد. در این پژوهش میزان پراکسیدهیدروژن (h2o2)، پرولین، پوتریسین (put)، فعالیت آنزیم دی­آمین اکسیداز (dao) و بیان نسبی ژن دی‌آمین اکسیداز (dao) در دو ژنوتیپ متحمل (sel96th11439) و حساس (ilc533) نخود زراعی (cicer arietinum l.) تحت تنش سرمای چهار درجه سانتی‌گراد در روز اول و ششم تنش سرما به‌صورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی مطالعه شد. در ژنوتیپ متحمل میزان  h2o2پس از افزایش معنی‌دار در روز اول تنش، کاهش معنی‌داری در روز ششم در مقایسه با شاهد نشان داد (بیش از 4/7 درصد) درحالی‌که تجمع آن در ژنوتیپ حساس مشاهده شد (تا50 درصد)، نتایجی که بیانگر سازگاری نسبی به سرما در ژنوتیپ متحمل بود. تحت تنش سرما میزان متابولیت‌های پرولین و put در ژنوتیپ متحمل به‌ترتیب 1/47 و 3/2 برابر بیشتر از ژنوتیپ حساس بود. به‌موازات افزایش میزان پرولین تحت تنش سرما، در ژنوتیپ متحمل فعالیت آنزیم dao و بیان نسبی ژن dao به‌عنوان مسیرهای بیوسنتز این متابولیت افزایش معنی‌داری یافت (به‌ترتیب تا 1/87 و 1/72 برابر). حداکثر فعالیت این مسیر در ژنوتیپ متحمل در روز ششم پس از تنش سرما مشاهده شد. تحت تنش سرما تجمع پرولین در ژنوتیپ متحمل منجر به کاهش آسیب سلولی (نتایج (h2o2 و بهبود درجه تحمل نخود به سرما شد. چنین شاخص‌هایی در ارزیابی ژنوتیپ‌های نخود تحت تنش سرما موثر بوده و به‌کارگیری آن‌ها در برنامه‌های به‌نژادی مفید خواهد بود.

evaluation of proline biosynthetic pathway of chickpea through putrescine degradation under cold stress

metabolic acclimation to cold stress plays an important role in the survival, growth and yield of crops. proline, as an osmolyte may take part in counteracting cold-induced oxidative stress in chickpea. in this experiment, content of hydrogen peroxide (h2o2), putrescine (put), proline, activity of diamine oxidase (dao) and relative expression of diamine oxidase (dao) gene in cold-tolerant (sel96th11439) and cold-sensitive (ilc533) chickpea (cicer arietinum l.) genotypes under cold stress (4 °c) as a factorial experiment in a completely randomized design were studied. in tolerant genotype, h2o2 content after a significant increase on the first day of cold stress decreased significantly on the sixth day of cold stress compared to control condition (up to 4.7%), while its accumulation was observed in sensitive genotype (up to 50%). these results indicated a relative acclimation to cold stress in tolerant genotype. under cold stress, gaba and put contents in tolerant genotype were higher compared to sensitive genotype (up to 1.47- and 3.2-fold, respectively). under cold stress, increasing gaba content in tolerant genotype was accompanied with an increase in dao activity and relative expression of dao gene as biosynthetic pathway of this metabolite (up to 1.87- and 1.72-fold, respectively). the maximum activity of this route was observed in tolerant genotype on the sixth day of cold stress. under cold stress, accumulation of proline in tolerant genotype led to reduce cell damage (h2o2 results) and improved cold tolerance. these indices were useful in assessment of chickpea genotypes under cold stress and breeding programs.