ارزیابی بیان ژن های آنتی اکسیدان تحت تنش فلز جیوه در گندم نان

سابقه و هدف: آلودگی محیطی ناشی از فلزات سنگین به دلیل تجزیه ناپذیری یک نگرانی اصلی در خاک های کشاورزی است که امنیت غذایی را تهدید می‌کند. جیوه از جمله آلاینده خطرناک و سرطان‌زا به شمار می‌روند که در اکوسیستم‌های طبیعی میزان آن توسط فعالیت‌های انسانی افزایش یافته و منجر به کاهش تولید پروتئین، غیرفعال‌سازی برخی از آنزیم‌ها، ایجاد اختلال در انواع واکنش‌ها و اعمال سلولی و باعث توقف رشد و نمو می‌شوند. از آنجاییک‌ه آلوده‌ شدن زمین‌های زراعی با فلزات سنگین از یک طرف منجر به کاهش کیفیت محصولات کشاورزی و از طرف دیگر تهدیدی جدی برای سلامت انسان است، نیازمند توجه بیشتری است.افزایش تقاضا برای تولید مواد غذایی جهانی خواهد شد، انتظارات بیشتر تولیدات کشاورزی در هر واحد مسکونی سبب تخریب زمین‌های موجود، گسترش کشاورزی به مناطق حاشیه‌ای و استفاده از انواع خاک برای تولید محصول بیشتر خواهد شد. اکثر این مناطق و زمین‌ها، آلوده به طیف وسیعی از آلاینده‌ها می‌باشند که فلزات سنگین مانند جیوه، کادمیوم، سرب، کروم، مس، منگنز و روی سهم عمده‌ای از آلودگی این خاک‌ها را به خود اختصاص می‌دهندمواد و روش: آزمایشی به‌صورت اسپیلت‌پلات در قالب طرح پایه کاملاً تصادفی با سه تکرار در دانشکده تولید گیاهی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان اجرا شد. فاکتورهای مورد بررسی شامل رقم (در چهار سطح) و تیمار محلول پاشی (مه پاش) ترکیب کلرید جیوه (در سطح 5،10،15 میکرومولار) و تیمار شاهد می باشد و اعمال تیمارها بر روی برگ در محدوده مرحله 60 زادکس (8برگی) انجام شد. سپس برخی صفات بیوشیمیایی و بیان ژن‌های کاتالاز، سوپراکسید دیسموتاز، گایاکول پراکسیداز و آسکوربات پراکسیداز مورد بررسی قرار گرفت.یافته‌ها: نتایج تجزیه واریانس نشان داد که اثر غلظت‌های مختلف جیوه و اثر رقم بر روی همه صفات بیوشیمیایی اندازه‌گیری شده از لحاظ آماری در سطح احتمال یک درصد معنی‌دار شد، اثر رقم برای کلروفیل a در سطح پنج درصد معنی دار شد . اثر متقابل جیوه در رقم برای همه صفات بیوشیمیایی معنی‌دار گردید. همچنین مشاهده شد که بیان ژن‌های آسکوربات پراکسیداز و گیاگول پراکسیداز وکاتالاز، سوپراکسید دیسموتاز با افزایش غلظت تیمارکلرید جیوه بیان بیشتری از خود نشان دادند که این افزایش بیان در بین ارقام مختلف متفاوت بود و در رقم مروارید بیشتر از ارقام دیگر مشاهده شد.نتیجه گیری: در نتایج مشاهده گردید میزان بیان ژن آسکوربات پراکسیداز و گیاگول پراکسیداز در ژنوتیپ‌ مروارید بیشتر بود و کاهش کمتری ازنظر مقدار کلروفیل نیز در آن‎ مشاهده گردید. از طرفی سطح اکسیداسیون سلولی نیز در این ژنوتیپ‎افزایش کمتری تحت تاثیر افزایش غلظت کلرید جیوه داشت. بر اساس نتایج این تحقیق می‌توان بیان نمود این رقم ‏‎ متحمل به تنش کلرید جیوه بوده که می‏توان پس از انجام سایر آزمایش‌های تکمیلی از آن‎ها در پروژه‎های اصلاحی بعدی به‌عنوان ارقام مطلوب در تحمل به تنش کلرید جیوه بهره برد

evaluation of expression of antioxidant genes under mercury metal stress in bread wheat

background and purpose: environmental pollution caused by heavy metals due to their indestructibility is a major concern in agricultural soils, which threatens food security. mercury is considered as a dangerous and carcinogenic pollutant, which in natural ecosystems is increased by human activities and leads to a decrease in protein production, deactivation of some enzymes, disturbance in various reactions and cellular actions, and causes they stop growing and developing. since the contamination of agricultural lands with heavy metals on one hand leads to a decrease in the quality of agricultural products and on the other hand it is a serious threat to human health, it needs more attention.the demand for global food production will increase, the higher expectations of agricultural production in each residential unit will cause the destruction of existing land, the expansion of agriculture to marginal areas, and the use of different types of soil for the production of more products. most of these areas and lands are contaminated with a wide range of pollutants, such as heavy metals such as mercury, cadmium, lead, chromium, copper, manganese, and zinc, which account for a major share of the pollution of these soils. they givematerials and methods: a split-plot experiment was conducted in the form of a completely randomized basic design with three replications in the faculty of plant production of gorgan university of agricultural sciences and natural resources. the investigated factors include cultivar (at four levels) and foliar spraying treatment (fogging), mercury chloride compound (at 5, 10, 15 micromolar levels) and control treatment, and the application of treatments on leaves in the range of 60 zadex stage (8 leaves). done. then, some biochemical traits and expression of catalase, superoxide dismutase, guaiacol peroxidase and ascorbate peroxidase genes were investigated.results: the results of analysis of variance showed that the effect of different concentrations of mercury and the cultivar effect on all measured biochemical traits were statistically significant at the 1% probability level, the cultivar effect was significant at the 5% level for chlorophyll a. the interaction effect of mercury in cultivar was significant for all biochemical traits. it was also observed that the expression of ascorbate peroxidase, giagol peroxidase and catalase, superoxide dismutase genes showed higher expression, this increase in expression was different among different cultivars and it was observed more in morvarid cultivar than other cultivars.conclusion: in the results, it was observed that the expression level of ascorbate peroxidase and giagol peroxidase gene was higher in the morvarid genotype, and a lower decrease in the amount of chlorophyll was also observed in it. on the other hand, the level of cellular oxidation also increased less in this genotype due to the increase in mercury chloride concentration. based on the results of this research, it can be stated that this genotype is tolerant to mercury chloride stress, which can be used as desirable cultivars in future breeding projects after performing other additional tests.