بررسی تغییرات صفات فیزیولوژیکی و بیان ژن‌های آنتی‌اکسیدانی درگیر در تحمل به تنش خشکی چهار ژنوتیپ گندم نان حساس و متحمل به تنش خشکی

تنش خشکی از مهمترین عوامل محدودکننده رشد گیاهان و حاصلخیزی خاک می‌باشد که باعث کاهش محصول در گیاهان زراعی می‌شود. به منظور بررسی بیان نسبی ژن‌های مرتبط با تحمل تنش خشکی، چهار ژنوتیپ (شامل دو ژنوتیپ حساس و دو ژنوتیپ مقاوم به تنش رطوبتی) گندم نان به‌عنوان عامل a تحت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح بلوک ‌های کامل تصادفی با سه تکرار در شرایط آبیاری نرمال و تنش خشکی در مرحله شروع گلدهی به‌عنوان عامل b در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه شهید مدنی آذربایجان بررسی شدند. نتایج تجزیه واریانس نشان داد که بین سطوح تنش خشکی از نظر اکثر صفات مورد مطالعه اختلاف معنی‌داری در سطح احتمال یک درصد وجود دارد. بر اساس نتایج مقایسه میانگین صفات، تحمل بالای رقم اروم به تنش خشکی به دلیل افزایش بیشتر در صفات مالون دی آلدهید و پراکسید هیدروژن برگ و کاهش کمتر در صفات غلظت کلروفیل a، محتوای کلروفیل کل و میزان کاروتنوئید می‌باشد. همچنین تحمل بیشتر رقم میهن به تنش خشکی به دلیل افزایش بیشتر صفات میزان پرولین، کاروتنوئید، پراکسیداز و کاتالاز در اثر اعمال تنش خشکی بود. بیان ژن‌ها در نمونه‌های مورد بررسی با واکنش زنجیره ای پلی مراز نیمه کمی در سه تکرار انجام شد. از ژن گلوتاتیون پراکسیداز (gapdh) به عنوان ژن خانه دار استفاده شد. بررسی میزان بیان نسبی ژن های آنتی اکسیدانی نشان داد که تحمل بالای رقم میهن به تنش خشکی را می توان احتمالاً به فعالیت بالای آنزیم کاتالاز و آسکوربات پراکسیداز و تحمل بالای رقم اروم را به فعالیت بیشتر آنزیم‌های آنتی اکسیدانی پرولین سنتتاز، پراکسیداز و سوپر اکسید دیسموتاز نسبت داد. با توجه به اینکه ژن‌های آنتی اکسیدانی کاتالاز، آسکوربات پراکسیداز، پرولین سنتتاز، پراکسیداز و سوپراکسید دیسموتاز در ارقام متحمل، در شرایط تنش و نرمال افزایش بیان معنی‌داری را نسبت به ارقام حساس و در همان شرایط تنش و نرمال از خود نشان دادند، بنابراین این ژن‌ها ممکن است در شرایط تنش باعث القای تحمل به تنش خشکی در گیاه ‌شوند.

study of physiological traits and gene expression changes in four drought sensitive and tolerant genotypes under water deficit

drought stress is one of the most important limiting factors for plant growth and soil fertility, which causes crop yield reduction. in order to investigate the relative expression of genes related to drought stress tolerance, four genotypes (including two sensitive and two resistant genotypes to moisture stress) of bread wheat as factor a were subjected to a factorial experiment on basis randomized complete block design with three replications under normal and drought stress at the beginning of flowering stage as factor b in the research farm of azerbaijan shahid madani university. the results of analysis of variance showed a significant difference at least at 1% probability level between drought stress levels according to most studied traits. based on the results from the comparison of means of traits, the high tolerance of eroum cultivar to drought stress was due to the higher increase in mda and h2o2 and lower decrease in traits of chlorophyll a, total chlorophyll content, carotenoid content. in addition, the mihan cultivar was more tolerant to drought stress because of the higher increase of proline, carotenoid, pox, and cat, due to drought stress. the expression of genes in the examined samples was performed by semi-quantitative polymerase chain reaction in three replicates. glutathione peroxidase gene (gapdh) was used as housekeeping gene. examining the relative expression level of antioxidant genes showed that the high tolerance of mihan cultivar to drought stress can probably be attributed to the high activity of catalase and ascorbate peroxidase enzymes and the high tolerance of arum cultivar to the higher activity of antioxidant enzymes proline synthetase, peroxidase and attributed to superoxide dismutase. considering that the antioxidant genes catalase, ascorbate peroxidase, proline synthetase, peroxidase, and superoxide dismutase in tolerant cultivars showed a significant increase in expression under stress and normal conditions compared to sensitive cultivars under the same stress and normal conditions; so, this genes may induce tolerance to drought stress in plants under stress conditions