مطالعه الگوی بیان برخی عوامل رونویسی در گندم تحت تنش خشکی و تاثیر نانو‌ذره روی

در شرایط تنش خشکی، سیستم علامت‌دهنده موجب القای بیان ژن های مشخصی در مقابل اثرات زیان‌آور تنش‌ های محیطی می شود. در میان ریزعناصر ضروری برای رشد و نمو گیاهان، عنصر روی نقش مهمی در بسیاری از فرآیندهای متابولیکی گیاهان ازجمله بیان ژن و تحمل به تنش دارد. به‌منظور بررسی اثر تنش خشکی و نانواکسید روی بر الگوی بیان نسبی برخی ژن‌های دخیل در تنش‌های غیرزنده (شامل wrky1، hma2 و zip1) ارقام گندم، آزمایشی به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی در سه تکرار در گلخانه اجرا شد. در این آزمایش، فاکتور اول تنش خشکی در سه سطح (35، 60 و 85 درصد ‌ظرفیت‌زراعی)، فاکتور دوم شامل سه رقم گندم (حیدری، میهن و سای‌سونز) و ‌فاکتور سوم شامل نانو‌اکسید روی در سه سطح (0، 0.5 و 1 گرم بر لیتر) بود. براساس نتایج بدست آمده، با افزایش شدت تنش خشکی، بیان نسبی ژن های wrky1 و zip1 در رقم متحمل به خشکی (میهن) و نیز با افزایش غلظت نانوذره روی زمان تنش، بیان ژن zip1 در رقم حساس به خشکی (سایسونز) افزایش پیدا کرد. بیشترین میزان بیان نسبی ژن hma2 در رقم حیدری تحت تنش خشکی ملایم ملاحظه شد. بطور کلی، بیان هر سه ژن مورد مطالعه در رقم متحمل (میهن) تحت تنش خشکی افزایش یافت. افزایش سطح بیان ژن‌های hma2 و zip1، می‌تواند مرتبط با انتقال روی به بافت‌های مصرف‌کننده و همچنین افزایش مصرف روی در سوخت و ساز جاری گیاه باشد که در نتیجه در افزایش تحمل گیاه گندم به تنش خشکی موثر است.

Study of Expression Pattern of Some Transcription Factors in Wheat under Drought Stress and Zinc Nanoparticles

Under drought stress condition, the signaling system induces expression of certain genes to counteract the deleterious effects of environmental stress. Among the essential micronutrients for plant growth and development, zinc has an important role in many plant metabolic processes including gene expression and stress tolerance. In order to investigate the effect of drought stress and ZnO on relative expression pattern of some genes involved in abiotic stresses (including WRKY1, HMA2 and ZIP1 genes) in wheat cultivars, a factorial experimental was conducted in pot condition based on a completely randomized design with three replications. In this experiment, the first factor was three levels of drought stress (35, 60 and 85% of field capacity), the second factor was three wheat cultivars (including Heidari, Meihan and Sysons), and the third factor was three levels of ZnO (0, 0.5 and 1 g/l1). According to the results, with increasing the level of drought stress, the relative expression of WRKY1 and ZIP1 genes in drought tolerant cultivar (Meihan), and also with increasing nanoparticle concentration over stress time, the expression of ZIP1 gene in drought sensitive cultivar (Sysons) increased. The highest relative expression of HMA2 gene was observed in Heidari cultivar under mild drought stress. Generally, the expression of all three genes studied in tolerant cultivar (Meihan) increased under drought stress. Increasing the expression level of HMA2 and ZIP1 genes could be related to the transfer of zinc to consuming tissues and also, to increase the consumption of zinc in current metabolism of plant, which is important in tolerance of wheat to drought stress.