ارزیابی بیان نسبی ژن‌های دهایدرین، آکواپورین و ha-l1l در ژنوتیپ‌های آفتابگردان (.helianthus annuus l) در شرایط تنش خشکی

در این تحقیق اثر تنش خشکی بر بیان نسبی ژن های دهایدرین (dehydrin)، آکواپورین (aquaporin) وputative leafy cotyledon 1like protein (hal1l) در دو لاین [(ensat254 (متحمل) و lc1064c (حساس)] آفتابگردان روغنی با حساسیت متفاوت به خشکی در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار در سال 1396 در دانشکده کشاورزی دانشگاه ارومیه مورد ارزیابی قرار گرفت. گیاهان تا مرحله هشت برگی در حد 100 درصد ظرفیت زراعی نگهداری شده و بعد از آن تعدادی از گلدان های مربوط به هر لاین در همان وضعیت نگه داری شده (نمونه های شاهد) و تعدادی تحت تنش خشکی (80، 60 و 40 درصد ظرفیت زراعی) قرار داده شدند. نمونه برداری در سه زمان؛ هفت، 14 و 21 روز بعد از اعمال تنش انجام گرفت. نتایج نشان داد که بیشترین میزان بیان نسبی ژن دهایدرین، 21 روز بعد از اعمال تنش خشکی در تیمار 40 درصد ظرفیت زراعی در ژنوتیپ ensat254 (متحمل) مشاهده شد که در حدود 2.9 برابر مقدار آن در همین ترکیب تیماری در ژنوتیپ lc1064c (حساس) بود. بیشترین میزان بیان نسبی ژن آکواپورین، 14 روز بعد از اعمال تنش خشکی در تیمار 40 درصد ظرفیت زراعی در ژنوتیپ ensat254 (متحمل) مشاهده شد. بررسی بیان نسبی ژن hal1l نشان داد که در هفته اول در حالی که در شدت های مختلف تنش خشکی تغییراتی در بیان ژن در ژنوتیپ lc1064c (حساس) مشاهده نشد؛ در ژنوتیپ ensat254 (متحمل) در شدت های مختلف تنش از 80 درصد ظرفیت زراعی به 40 درصد، بیان ژن روند افزایشی داشت. در 14 و 21 روز بعد از اعمال تنش بر عکس، عمده تغییرات در بیان نسبی ژن، در ژنوتیپ lc1064c (حساس) مشاهده شد. به نظر می رسد که این ژن نقش مهمی در تحمل گیاه به تنش خشکی داشته و میزان بیان ژن به عنوان تابعی از وضعیت آبی گیاه نیست. به نظر می رسد که این تنظیم کننده (ha-l1l) در تنظیم مثبت ژن دهایدرین مشارکت نداشته و بلکه به صورت منفی آن را تنظیم نماید. در مجموع الگوی متفاوت بیان ژن ها در دو ژنوتیپ آفتابگردان نشان دهنده واکنش متفاوت آنها به تنش خشکی است. در صورت تایید تحمل لاین ensat254 در سطح مولکولی نسبت به تنش خشکی، می توان از این لاین برای تولید ارقام هیبرید استفاده کرد.

Assessment of relative expression of Dehydrin, Aquaporin and HaL1L genes in sunflower (Helianthus annuus L.) genotypes under drought stress conditions

The effect of drought stress on the relative expression of Aquaporin, Dehydrin, Putative leafy cotyledon 1like protein (HaL1L) genes in two sunflower lines [ENSAT254 (tolerant) and LC1064C (susceptible)] was investigated using real time PCR technique. The lines with different response to drought stress were planted using completely randomized design with three replications in greenhouse of faculty of agriculture and natural resources of Urmia University, Iran, in 2018. Plants were kept at 100% of field capacity until 8 leaf stage. After this stage, some pots were kept at the same field capacity but some other were irrigated to reach 80%, 60% and 40% of field capacity. Samples were taken atone, two and three weeks after application of drought stress. The highest relative expression of Dehydrin gene was observed 21 days after drought stress at the stress level of 40% of field capacity in ENSAT254 (tolerant genotype), which is approximately 2.9 times more than that in LC1064C (susceptible genotype) under the same treatment. The highest relative expression of Aquaporin gene was observed in ENSAT254 genotype 14 days after application of drought stress at the stress level of 40% of field capacity. A study of the relative expression of the Putative leafy cotyledon 1like protein gene showed that in the first week, while any changes in the expression of gene was not observed in LC1064C (susceptible genotype) at any drought stress intensities, in the ENSAT254 (tolerant genotype) the expression of gene had increasing trend across different drought stress intensities, from 80% to 40% of field capacity. Fourteen and 21 days after application of drought stress, major changes in the relative expression of the gene was observed in the LC1064C (susceptible genotype). This implies that this gene may play an essential role in drought tolerance. However, it is not a function of plant water status; therefore, this regulator may not participate in the positive regulation of the Dehydrin gene, but may regulate it negatively. Totally, the different pattern of gene expression in the two genotypes suggests that they responded differently to drought stress. Should the drought tolerance of ENSAT254 be confirmed at the molecular level, this line can be potentially used in the production of drought tolerant hybrid cultivars.