تاثیر کمبود آهن بر بیان ژن‌های کد‌کننده‌ عوامل رونویسی bzip4 ،bzip79 و bzip97 در گندم نان (.triticum aestivum l)

به منظور بررسی اثر کمبود آهن بر بیان ژن های کدکننده عوامل رونویسی bzip4، bzip79 و bzip97 در ارقام آهن-کارا و آهن-ناکارا گندم نان، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با 3 تکرار در گلخانه ی تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه ارومیه اجرا شد. ارقام فلات (آهن-ناکارا) و پیشتاز (آهن-کارا) در شرایط کمبود و کفایت آهن خاک کشت و بیان ژن های کدکننده این سه عامل رونویسی در برگ و ریشه ارقام در دو مرحله یک ماه بعد از جوانه زنی (رویشی) و 30 درصد سنبله دهی (زایشی) با روش real time pcr اندازه گیری شد. نتایج تجزیه واریانس داده ها نشان داد اثرات متقابل رقم × اندام × مرحله نمونه برداری بر بیان هر سه ژن معنی دار بود. مقایسه میانگین اثر متقابل سه جانبه به روش snk نشان داد که بیشترین میزان افزایش بیان نسبی (fold change) ژن های bzip79 (بیش  از 14 برابر) و bzip97 (بیش از 3 برابر کنترل)، به ترتیب در برگ رقم آهن-کارای پیشتاز و رقم آهن-ناکارای فلات در مرحله رویشی بود. بیشترین میزان بیان نسبی ژن کدکننده عامل رونویسی bzip4 (بیش از 12 برابر کنترل) در ریشه رقم آهن-کارای پیشتاز در مرحله رویشی مشاهده شد که نشان می دهد احتمالاً این ژن در فعال سازی فرآیند بیان ژن های دخیل در جذب آهن از خاک در ریشه دخالت دارد. همچنین افزایش بیان ژن کدکننده عامل رونویسی bzip79 در برگ رقم آهن-کارای پیشتاز در مرحله رویشی تحت شرایط کمبود آهن، نشانگر دخالت این عامل رونویسی در فعال سازی رونویسی ژن های دخیل در انتقال آهن از برگ به دانه و سایر بافت های مصرف کننده آهن در شرایط کمبود آهن می باشد. بیان ژن bzip97 در برگ رقم آهن-ناکارای فلات در مرحله رویشی افزایش ولی در رقم پیشتاز کاهش یافت؛ بنابراین احتمالاً رقم آهن-کارای پیشتاز در مرحله رویشی در برگ از عوامل رونویسی دیگری از خانواده bzip و یا خانواده های دیگر، برای افزایش رونویسی ژن های دخیل در جذب آهن استفاده می کند. به طور کلی این پژوهش، اطلاعات و شناخت محققین از مکانیسم مقابله گیاه با تنش کمبود آهن را افزایش می دهد. همچنین شناسایی عوامل رونویسی bzip کلیدی دخیل در فعال سازی ژن های درگیر در جذب و انتقال آهن در گندم نان، امکان دست کاری ژنتیکی به منظور تولید ارقامی با میزان بیشتر آهن در دانه را فراهم می کند.

the effect of iron deficiency on the expression of genes encoding transcription factors bzip4, bzip79, and bzip97 in bread wheat (triticum aestivum l.)

to investigate the effect of iron deficiency stress on the expression of genes encoding bzip4, bzip79, and bzip97 transcription factors in iron-efficient and -inefficient bread wheat cultivars, a factorial experiment was conducted in a completely randomized design with three replications in the research greenhouse of urmia university. falat (iron-inefficient) and pishtaz (iron-efficient) cultivars were grown in iron deficiency and sufficiency conditions. the expression levels of genes mentioned above were measured using real time pcr technique in the leaves and roots of the cultivars at two growth stages: one month after germination (vegetative) and 30% of spiking (reproductive). the results revealed the highest increase in the relative expression of bzip79 (more than 14-fold change) and bzip97 (more than 3-fold change) in the leaves of iron-inefficient (falat) and -efficient (pishtaz) cultivars, respectively, at vegetative stage. the highest relative expression of bzip4 was observed in the roots of iron-inefficient cultivars in the vegetative stage. this probably shows that bzip4 might activate the transcription of the genes responsible for iron uptake from the soil. increased expression of bzip79 in the leaves of iron-efficient cultivar in the vegetative stage under iron deficiency conditions, indicates the involvement of this transcription factor in the activation of genes responsible for iron transfer from the leaves to the grain and other tissues. in general, this research helps understand the mechanism of plants coping with iron deficiency stress. also, the identification of key bzip transcription factors involved in the activation of genes responsible for iron absorption and transport in bread wheat plants provides the possibility of genetic manipulation of bread wheat cultivars to produce cultivars with a higher amount of iron in the grain