اثر براسینواستروئید بر عملکرد دانه، برخی از صفات فیزیولوژیکی و بیان ژن‌های مرتبط با مسیر سیگنالینگ این هورمون در گندم تحت تنش خشکی

به‌‌منظور بررسی اثر محلول‌‌پاشی غلظت‌‌های مختلف اپی‌‌براسینولید بر عملکرد دانه‌‌ای، کاتالاز، محتوای کلروفیل کل، پایداری غشاء سلولی گندم و بررسی بیان برخی از ژن‌‌های مسیر سیگنالینگ براسینواستروئیدها (bes1 و bri1) تحت تنش خشکی انتهای فصل، آزمایشی به‌‌صورت کرت‌‌های دو بار خرد شده در قالب طرح بلوک‌‌های کاملاً تصادفی با سه تکرار در مزرعه تحقیقاتی موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر کرج در سال زارعی 98 به ‌‌اجرا درآمد. عامل اصلی در دو سطح (آبیاری کامل و قطع آبیاری از مرحله 50 درصد گلدهی تا پایان فصل زراعی)، عامل فرعی در چهار سطح (محلول‌پاشی اپی‌براسینولید در 0، 0.25، 0.625 و 1 میلی‌‌گرم در لیتر) و عامل فرعی فرعی شامل هفت ژنوتیپ‌‌ گندم (مهرگان، پارسی و ژنوتیپ‌‌های ناشناخته با کدهای 2853، 3506، 3737، 4056 و 4228) بود. نمونه‌‌برداری سی روز پس از اعمال تنش خشکی از برگ پرچم (مرحله زادوکس89) صورت گرفت. نتایج نشان داد که تنش خشکی موجب کاهش پایداری غشاء سلولی، محتوای کلروفیل کل، عملکرد و همچنین افزایش کاتالاز در همه ژنوتیپ‌‌ها می‌‌شود. ژنوتیپ 4228 بر اساس میزان عملکرد دانه‌‌، پایداری غشاء سلولی، محتوای کلروفیل و کاتالاز تحت تنش خشکی، متحمل‌‌ترین ژنوتیپ گندم در بین ارقام مورد مطالعه بود. همچنین، نتایج نشان داد که کاربرد اپی‌‌براسینولید از طریق افزایش صفات مذکور موجب کاهش اثرات مخرب تنش خشکی در گندم شده که نتیجه آن افزایش عملکرد دانه‌‌ای بیشتر تحت تنش خشکی است. با افزایش غلظت اپی‌براسینولید، میزان عملکرد دانه نیز افزایش یافت. بررسی الگوی بیان ژن 1tabes و tabri1 با استفاده از روش real-time pcr نشان داد که اگرچه کاربرد هورمون براسینواستروئید موجب افزایش تحمل به تنش خشکی در گندم می‌‌شود اما مسیر سیگنالینگ آن متفاوت از مسیر سیگنالینگ شناخته شده bri1 است

Effect of Exogenous Brassinosteroid Application on Grain Yield, some Physiological Traits and Expression of Genes Related to This Hormone Signaling Pathway in Wheat under Drought Stress

To investigate the effect of exogenous brassinosteroid application on grain yield, catalase, chlorophyll content, membrane mtability index and gene expression of some genes involving in brassinosteroid signaling pathway (BES1 and BRI1) under drought stress, a splitsplit plot on randomized complete block design with three replications was conducted at the experimental field of Seed and Plant Improvement Institute, Karaj, Iran in 2019. The main factor was two irrigation treatments (normal irrigation and water holding after 50% flowering stage), the subplots were four concentrations of brassinosteroid (0, 0.25, 0.625 and 1 mg/l) and seven genotypes (Mehregan, Paris, 2858, 3505, 3737, 4228 and 4056) were considered as subsub plots. Samples were taken at 30 days after 50% flowering stage (zadoks 89) from flag leaves. The results showed that drought stress significantly reduced grain yield, chlorophyll content, membrane stability index and increased catalase in all genotypes. Genotype 4228 was identified as the most tolerant genotype among unknown wheat genotypes based on grian yield, chlorophyll content, membrane stability index and catalase. Also, the result revealed that applied epibrassinolide could reduce the destructive effects of drought stress on wheat thus grain yield was enhanced under drought stress in all genotypes by increasing the aforementioned traits. Forethermore, grain yield was increased by rising the epibrasinolide concentration. Gene expression pattern of TaBES1 and TaBRI1 using realtime PCR showed that although brassinosteroid enhances drought tolerance in wheat but its signaling pathway is different from the BRI1 signaling pathway.