چکیده:

خشکی از عوامل محدود کننده رشد و حاصلخیزي میباشد. تحقیقات قبل وجود مقاومت ذاتی غیر وابسته به ژنوتیپ در گیاهچههاي چهار

روزهتنشگندم را به خشکی طولانی مدت و احیا در شرایط آبیاري مجدد را نشان داد. تنش خشکی موجب کاهش اکثر پروتئینهاي مورد

مطالعه با روش الکتروفورز دو بعدي شده است اما برخی از آنها در شرایط آبیاري مجدد به میزان شاهد خود میرسند یا حتی بیان آنها
نسبت به شاهد افزایش معنیداري یافته است. بررسی در سطح ترانسکریپتوم برخی از این ژنها میتواند نقش خشکی و آبیاري مجدد را

در میزان بیان آنها آشکار سازد و موجب شود تا درك بهتري نسبت به تاثیر تنش و آبیاري مجدد در گیاهچههاي چهار روزه ایجاد شود.

بررسی بیان ژن با پرایمرهاي طراحی شده توسط PCR Real time روي mRNA استخراج شده از گیاهچههاي تحت تنش خشکی(۱۰و ۲۰ روزه) و آبیاري مجدد(۳و ۷ روزه) انجام گرفت. نتایج بیان ژن نشان داد که میزان بیان ژن گلیسرآلدهید فسفاتدهیدروژناز که در فرایند

فتوسنتز نقش دارد در شرایط تنش کاهش یافته و با آبیاري مجدد افزایش مییابد که موید نتایج پروتئومیکس است. ژن هماهنگ کننده

چاپرونها نیز در هر دو سطح کاهش بیان در تنش داشته و در آبیاري مجدد به میزان شاهد خود رسیده است. آسکوربات پراکسیداز برخلاف نتایج بیان پروتئینها در تنش افزایش و با آبیاري مجدد کاهش یافته است که نمایانگر توقف گیاه در شرایط تنش شدید حتی با افزایش بیان ژنها در سطح ترانسکریپتوم میباشد. بیان فروکتوز بیسفسفاتآلدولاز نیز در آبیاري مجدد افزایش بیشتري نسبت به شاهد یافته است.

کلمات کلیدي: گندم، ترانسکریپتوم، پروتئومیکس، بررسی بیان

مقدمه

خشکی به عنوان شایع ترین تنش محیطی شناخته شده است که تقریبا تولید محصول، در ۲۵ درصد زمینهاي کشاورزي جهان را محدود میکند و به تنهایی عامل اصلی کاهش عملکرد محسوب میشود. سازگاري گیاه به خشکی حاصل مکانیسمهاي مولکولی و فیزیولوژیکی مختلف میباشد. ترانسکریپتومیکس، پروتئومیکس و مطالعات بیان ژن فعالیت و تنظیم نسخهها و پروتئینهاي متعدد وابسته به تنش را تنظیم میکنند (والیدون، . (۲۰۰۶ دانه هاي بالغ گندم مقاومت زیادي به تنش خشکی نشان میدهند اما زمانی که بذر گندم آب

جذب میکند همانند بذور دیگر به سرعت میزان مقاومت به تنش خشکی از دست میرود به طوري که این مقاومت در گیاهچههاي شش

روزه به نصف تقلیل پیدا میکند. تحقیقات قبلی تنها تاثیر برخی از قندهاي موتر در سوخت و ساز و نسبت آنزیمهاي مورد استفاده در ترکیب و تجزیه قندها را عامل اصلی در مقاومت گیاهچههاي چهار روزه بیان کرده است(بوگدان و همکارانکنون۱(۲۰۰۹ اما تا

هیچگونه مطالعهاي روي بررسی پروتئوم یا بیان ژن در این گیاهچهها تحت تنش خشکی و آبیاري مجدد صورت نگرفته است. بنابراین درك بهتر روابط محیط و ژنوتیپ و بررسی خصوصیات فیزیولوژیکی، بیوشیمیایی و مولکولی گیاه در تنش خشکی باعث درك بهتر نحوه

۱ – Bogdan

١

سازگاري گیاه و وقایع دخیل در مکانیسمهاي تحمل به خشکی خواهد شد(گیاجی و همکاران،.۲(۱۹۹۹ بر اساس نتایج بدست آمده از
تحقیقات پروتئوم روي گیاهچههاي چهار روزه برخی از پروتئینها تحت تنش خشکی کاهش بیان یافته اما در آبیاري مجدد به میزان شاهد خود
برگشته و یا حتی نسبت به شاهد افزایش بیان یافتهاند. بررسی بیان ژن در سطح mRNA میتواند ابزار مفیدي در تعیین پروفایل بیان ژن باشند.

مواد و روشها

آزمایش روي گیاهچههاي ۴ روزه گندم رقم مرودشت تحت تنش خشکی با قطع کامل آبیاري در دو دوره ۱۰) و ۲۰ روزه(T1,T2 و دو دوره آبیاري(۳و ۷ روزه(W1, W2 در اتاقک رشد با شرایط نوري ۱۶ ساعت روشنایی و ۸ ساعت تاریکی و دو دوره آبیاري مجددو(۳

۷ روزه) انجام شد. نمونهها پس از برداشت و فریز شدن شدنددردماي -۸۰ پودر . الکتروفورز دو بعدي انجام شد و بر اساس آن
پروتئینهاي داراي کاهش بیان در شرایط تنش و رسیدن به نرمال در آبیاري مجدد انتخاب شدند(شکل.(۱ مراحل استخراج RNAکل

ازبافت گیاهچه انجام شد(.(Rnasy mini kit سپس میزان RNA با دستگاه Nanodrop تعیین غلظت شد. DNA مکمل با استفاده از iScript cDNA synthesis kit ساخته شد. Real Time PCR انجام شد (جدول .(۱ همه دادهها با ژن خانه دار۱۸s به عنوان کنترل داخلی نرمال شده و سپس میزان تغییرات بیان ژن در تنشهاي مختلف نسبت به شاهد سنجیده شد. کلیه آزمایشات با سهمستقلتکرار از حداقل ۳ نمونه

انجام گرفت. مقایسه میانگینها با استفاده از نرم افزار SPSS نسخه ۱۶ آزمون LSD جهت تعیین معنیدار بودن تفاوتها در سطح۰۱۰و۰/
شدP≤ ۰ .۰۵ انجام .