بررسی اثر سیلیکون بر برخی شاخص‌های مورفولوژیکی و فیزیولوژیکی و بیان ژن‌های بتائین‌آلدهید‌دهیدروژناز و پرولین‌5-کربوکسیلات‌سنتتاز در گیاه دارویی گاوزبان ایرانی در معرض تنش خشکی

خشکی از مهم‌ترین عوامل محدود‌کنندۀ رشد گیاهان است. وسعت زیاد زمین‌های در معرض خشکی و کمبود منابع آبی، توجه زیادی را به مباحث مربوط به خشکی معطوف کرده است. در پژوهش حاضر، آزمایشی به‌شکل فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی و در 3 تکرار برای بررسی اثر تیمار سیلیکون بر برخی ویژگی‌های مورفولوژیکی، فیزیولوژیکی و مولکولی گیاه گاوزبان ایرانی در شرایط تنش خشکی طراحی و انجام شد؛ به این منظور، گیاهچه‌های چهارده‌روزۀ گاوزبان ایرانی در شرایط کشت هیدروپونیک در معرض تیمارهای سیلیکون (با سه غلظت صفر، 0.5 و 1.5 میلی‌مولار) و تنش خشکی (با نمک پلی‌اتیلن‌گلایکول در سه غلظت‌ صفر، 9 و 12 درصد) قرار گرفتند. پنج هفته پس‌از اِعمال تیمار، شاخص‌های مورفولوژیکی و فیزیولوژیکی گیاهچه‌ها بررسی شدند. نتایج نشان دادند خشکی شاخص‌های رشد، میزان رنگیزه‌های کلروفیلی و کاروتنوئیدها را به‌طور معنا‌داری نسبت به شاهد کاهش می‌دهد و تیمار گیاه با سیلیکون سبب کاهش آثار منفی تنش خشکی و افزایش شاخص‌های رشد و محتوای رنگیزه‌های فتوسنتزی می‌شود. در اثر تنش خشکی، افزایش معنا‌دار میزان آنتوسیانین، کربوهیدرات‌ها (محلول و احیا)، گلایسین‌بتائین، پرولین و افزایش بیان ژن‌های بتائین‌آلدهید‌دهیدروژناز (badh) و پرولین‌5کربوکسیلات‌سنتتاز (p5cs) مشاهده شد. در پژوهش حاضر، تیمار توام خشکی و سیلیکون سبب کاهش معنادار بیان ژن‌های badh و p5cs و میزان محصول این دو ژن یعنی پرولین و گلایسین‌بتائین نسبت به نمونه‌های در معرض تنش خشکی شد که موید نقش سیلیکون در کاهش تنش اسمزی است.

Effect of silicon on some of morphological. physiological parameters and the expression of betaine aldehyde dehydrogenase and proline 5-carboxylate synthase genes in Iranian Borago medicinal plant under drought stress

Drought is one of the most important growth limiting factors in plants. The great extent of droughtprone land and the scarcity of water resources have drawn much attention to drought related issues. In this study, in order to investigate the effect of silicone on some morphological, physiological and molecular characteristics of Iranian Borago under drought stress conditions, a factorial experiment was conducted in a completely randomized design with 3 replications. For this purpose, 14dayold Borago seedlings were treated with silicone (0, 0.5 and 1.5 mM) and drought (with polyethylene glycol at three concentrations of 0, 9 and 12%) under hydroponic conditions. Morphological and physiological parameters were evaluated 5 weeks after treatment. The results showed that drought significantly reduced the growth parameters, chlorophyll a, total chlorophyll and carotenoids contents compared to the control. Silicon treatment reduced the negative effects of drought stress and increased growth parameters and photosynthetic pigments. Also, drought stress caused significant increase in anthocyanin, carbohydrates (soluble and reducing sugar), glycine betaine, proline contents, and increased expression of BADH and P5CS genes. Combined drought and silicon treatments significantly reduced the expression of BADH and P5CS genes and the products of these two genes, proline and glycine betaine, in comparison to drought stress samples, which confirms the role of silicon in reducing osmotic stress in the present study.