ارزیابی بیان نسبی برخی ژن‌های تحمل سرما در لاین‌های حاصل از تلاقی ارقام گندم زمستانه و بهاره تحت دوره‌های عادت‌دهی به دمای پایین

تنش دمای پایین یکی از انوع تنش‌های غیر زیستی است که به‌طور مستقیم رشد و عملکرد محصولات مهم کشاورزی از جمله گندم را در سراسر جهان تحت تاثیر قرار می‌هد. این تحقیق به‌منظور بررسی ارتباط بین تنظیمات نموی با میزان تحمل دمای پایین، تجمع پراکسید هیدروژن (h2o2) و میزان بیان ژن‌های رمزکننده آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانی در مراحل مختلف نموی در لاین‌های حاصل از تلاقی ارقام گندم نورستار و پیشتاز انجام شد. نتایج حاصل از ارزیابی lt50 نشان داد که ژنوتیپ‌های زمستانه و بینابینی در دومین دوره عادت‌دهی به دمای پایین، مصادف با نقطه اشباع نیاز بهاره‌سازی، به حداکثر میزان تحمل دمای پایین دست یافته و با ورود به فاز زایشی در سومین دوره عادت‌دهی به دمای پایین میزان تحمل دمای پایین کاهش یافت. ژنوتیپ‌های بهاره تحمل دمای پایین بسیار محدودی داشتند. بررسی میزان بیان نسبی ژن tavrt-1 نشان دهنده بیان بالا و دائمی آن در طول دوره‌های عادت‌دهی به دمای پایین در ژنوتیپ‌های بهاره بود. با این وجود در ژنوتیپ‌های زمستانه و بینابینی، بیان نسبی این ژن تنها پس از تکمیل نیاز بهاره‌سازی افزایش یافت. بیان ژن‌های رمز‌کننده آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانی در ژنوتیپ‌های زمستانه و بینابینی بیشتر از ژنوتیپ های بهاره بود و در دومین دوره عادت دهی به دمای پایین به بیشترین میزان خود رسید. با افزایش بیان ژن tavrt-1 و کاهش بیان ژن‌های کد کننده آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانی میزان تجمع h2o2 در سومین دوره عادت‌دهی به دمای پایین به بیشترین مقدار رسید. محتوی h2o2 در ژنوتیپ های بهاره بیشتر از ژنوتیپ‌ها زمستانه و بینابینی بود. نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد که ژنوتیپ های زمستانه و بینابینی با کاهش بیان ژن tavrt-1 و متعاقباً افزایش طول مرحله رویشی و بیان ژن‌های رمز‌کننده آنزیم‌های آنتی اکسیدانی خسارت ناشی از تنش اکسیداتیو القا شده توسط دمای پایین را تعدیل نموده و سبب بهبود تحمل دمای پایین شدند.

evaluation of relative expression of some genes related with cold tolerance in lines of crosses between winter and spring wheat during low temperature acclimationabstract

low temperature stress is a kind of abiotic stress directly affecting growth and productivity of important agricultural products including wheat, worldwide. the purpose of the present study was to investigate the relationship between developmental regulation with low temperature tolerance, hydrogen peroxide (h2o2) accumulation and the expression of antioxidant enzymes genes in different phenological development stages in lines (ril) of crosses between pishtaz and norstar wheat. winter- and facultative-habit genotypes in the second period of low temperature acclimation, coinciding with the saturation range of the vernalization requirement, reached their maximum of low temperature tolerance, followed by a decrease in low temperature tolerance at the reproductive phase in third period of low temperature acclimation. spring genotypes had very limited low temperature tolerance. relative expression of tavrt-1 gene in spring genotypes showed high and constitutively expression during low temperature acclimation periods. however, the relative expression of this gene in winter- and facultative-habit genotypes is expressed only after vernalization saturation. the relative expression of antioxidant enzymes genes were higher in winter- and facultative-habit genotypes than spring- habit genotypes, and reached its maximum in the second period of low temperature acclimation. along with the increasing of relative expression of tavrt-1 gene and decreasing antioxidant enzymes genes in the third period of cold acclimation, the accumulation of h2o2 reached maximum. our results suggested that winter- and facultative-habit genotypes decreased the expression of tavrt-1 gene and subsequently increased the length of the vegetative phase and the relative expression of antioxidant enzymes genes. such reactions prevented the oxidative damage induced by low temperature stress and promoted more tolerant of low temperature.