ارزیابی بیان برخی ژن‌های دفاعی و صفات بیو شیمیایی در واکنش به تیمار سطوح کروم در گندم نان

در میان آلاینده‌های محیطی، فلزات سنگین به‌دلیل غیرقابل تجزیه بودن و اثرات فیزیولوژیکی که بر موجودات زنده در غلظت‌های کم دارند، از اهمیت خاصی برخوردارند. این عناصر به‌دلیل تحرک کم به مرور در خاک انباشته می‌شوند. انباشت این عناصر در خاک در نهایت باعث ورود آن‌ها به چرخه غذایی و تهدید سلامت انسان و سایر موجودات می‌شود. در این مطالعه آزمایشی روی دو رقم گندم رایج در منطقه و یک لاین امیدبخش به‌صورت فاکتوریل با طرح پایه کاملاً تصادفی در 3 تکرار انجام شد. فاکتور دی کرومات پتاسیم با غلظت‌های صفر (شاهد)، 0.5، 1.5 و 2.5 میلی‌گرم در کیلو گرم خاک انجام شد. در این مطالعه ارزیابی بیان ژن‌های کاتالاز، متالوتایینین و آسکوربات پراکسیداز با استفاده از تکنیک real time pcr مورد بررسی قرار گرفت. همچنین برخی صفات بیوشمیایی شامل کلروفیل a و bو شاخص اکسیداسیون اندازه‌گیری شد. نتایج نشان داد مقدار کلروفیل a و b تحت تاثیر سمیت کروم در هر سه ژنوتیپ کاهش یافت. اندازه‌گیری میزان اکسیداسیون سلولی نشان داد با کاربرد و افزایش مقدار دی کرومات پتاسیم مقدار اکسیداسیون سلولی افزایش یافت که بیشترین مقدار در رقم گنبد مشاهده شد. ارزیابی مقدار بیان ژن‎ها تحت تنش دی کرومات پتاسیم نشان داد مقدار بیان ژن کاتالاز و متالوتیونین تحت تاثیر سمیت کروم نسبت به تیمار شاهد افزایش بیان داشت و با افزایش غلظت آن بیان این ژن‎ها افزایش بیشتری یافت. در رابطه با ژن آسکوربات پراکسیداز نتایج نشان داد در تیمار کاربرد 0.5 میلی‌گرم دی کرومات پتاسیم مقدار بیان این ژن بیشترین افزایش را داشت و با افزایش غلظت آن مقدار بیان این ژن کاهش یافت، ولی مقدار آن بیشتر از تیمار شاهد بود. بر اساس نتایج این تحقیق می‌توان بیان نمود رقم مروارید و لاین n9108 متحمل به تنش فلز کروم بوده که می‏توان پس از انجام سایر آزمایش‌های تکمیلی از آن‎ها در پروژه‎های اصلاحی بعدی به‌عنوان ارقام مطلوب در تحمل به تنش فلز کروم بهره برد.

evaluation of the expression of some defense genes and biochemical traits in response to treatment of chromium levels in bread wheat

among environmental pollutants, heavy metals are particularly concerning due to their persistence and toxic effects, even at low concentrations. over time, these elements accumulate in the soil, entering the food chain and posing risks to human and ecosystem health. in this study, two commonly cultivated wheat varieties and a promising breeding line were evaluated under different levels of chromium stress in a factorial experiment arranged in a completely randomized design with three replications. potassium dichromate was applied at concentrations of 0 (control), 0.5, 1.5, and 2.5 mg/kg of soil. expression levels of catalase, metallothionein, and ascorbate peroxidase genes were measured using real-time pcr. in addition, biochemical traits such as chlorophyll a, chlorophyll b, and oxidative stress index were analyzed. results showed that chlorophyll a and b levels declined in all genotypes under chromium exposure. oxidative stress increased with higher potassium dichromate concentrations, with the highest levels observed in the gonbad cultivar. gene expression analysis indicated that catalase and metallothionein transcripts increased in response to rising chromium levels. the ascorbate peroxidase gene showed peak expression at 0.5 mg/kg, decreasing at higher concentrations, but still remained above control levels.based on these results, the morvarid cultivar and line n9108 demonstrated greater tolerance to chromium stress and may serve as useful genetic resources for breeding programs targeting heavy metal stress resilience.