اثر سطوح مختلف آبیاری بر عملکرد چین اول و کیفیت الیاف پنبه (Gossypium hirsutum) رقم گلستان و بررسی بیوانفورماتیک ژن‌های CesA و XET1 درگیر در کیفیت الیاف پنبه

محورهای موضوعی : زیست شناسی سلولی تکوینی گیاهی و جانوری ، تکوین و تمایز ، زیست شناسی میکروارگانیسم

مریم کلاهی ¹ , الهام فغانی ² , مینا کاظمیان ³ , صدیقه دودانگی ⁴ , محمد حبیبی ⁵ , ام البنین چکانی ⁶

1 - گروه زیست‌شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران.
2 - گروه زراعت، مؤسسه تحقیقات پنبه کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، گرگان، ایران.
3 - گروه گیاهی، دانشکده علوم طبیعی، دانشگاه تبریز، ایران.
4 - گروه زراعت، مؤسسه تحقیقات پنبه کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، گرگان، ایران.
5 - گروه زراعت، مؤسسه تحقیقات پنبه کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، گرگان، ایران.
6 - گروه زراعت، مؤسسه تحقیقات پنبه کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، گرگان، ایران.

تاریخ دریافت : 1400/04/13 تاریخ پذیرش : 1400/08/08 تاریخ انتشار : 1400/09/01

کلید واژه: آبیاری, ترنسفراز, سلولز سنتاز, صفات کیفی الیاف, وزن الیاف,

چکیده مقاله :

بررسی گیاهان زراعی در شرایط تنش می‌تواند منجر به بهبود صفات مرتبط با تحمل و افزایش رشد و عملکرد آنها در شرایط کم‌آبی شود. به‌منظور بررسی تأثیر مقادیر مختلف آبیاری بر کیفیت الیاف و عملکرد پنبه با هدف تکثیر بذر برای مزارع دیم، آزمایشی بر اساس تامین نیاز رطوبتی خاک در 4 سطح (دیم، 33% ، 66% و %100) به صورت اسپلیت پلات در قالب طرح بلوک کامل تصادفی اجرا شد. پس از رسیدگی فیزیولوژیکی، عملکرد و صفات کیفی الیاف ارزیابی شدند. ویژگی‌های پروتئینی و فیلوژنتیکی توسط ابزارهای بیوانفورماتیک مورد ارزیابی قرارگرفته است. نتایج نشان داد که بیشترین عملکرد چین اول، در تیمار آبیاری ۶۶ درصد مشاهده شد. بیشترین مقدار وزن الیاف چین اول در تیمار آبی ۶۶% و کمترین مقدار در شرایط دیم مشاهده شد. بذرهایی که در شرایط ۶۶% آبیاری رشد کردند، باعث تولید بذر بالقوه با الیاف باکیفیت شدند. همچنین آنالیز بیوانفورماتیکی مشخص کرد که محل درون‌سلولی آنزیم‌های CesA و XET1 به ترتیب غشای پلاسمایی و دیواره سلولی هستند. آنزیم CesA و XET1 به ترتیب از خانواده‌ی پروتئینی ترنسفرازها و هیدرولازها پیشبینی شده است. بررسی فیلوژنتیکی مشخص کرد که توالی هر دو آنزیم پنبه بهمراه گیاهان هم‌خانواده در خانواده Malvaceae تفکیک شدند.جهت رشد دانههای پنبه با الیاف مطلوب در شرایط کم‌آبی و در مناطق خشک، بهتر است از بذرهایی استفاده شود که در شرایط آبیاری بهینه (۶۶%) آبیاری شوند.

چکیده انگلیسی:

Study of water stress effect in traits of crops is related to stress tolerance, increasing their growth and yield in stress situation.This research was performed to evaluate the impact of different irrigation regimes on cotton yield, fiber quality were conducted using a split-plot factorial design with four irrigation levels (rainfed, 33%, 66% and 100%) as the main factor. After physiological maturation, fiber performance and quality traits were evaluated.protein and phylogenetic properties have been evaluated by bioinformatics tools. The results indicated that the highest yield with 1.2 kg was observed in 66% irrigation treatment. The highest fiber weight was observed in 66% treatment and the lowest in rainfed conditions. Seeds grown under 66% irrigation saved more water and produced potential seeds with high quality fibers. Bioinformatics analysis also revealed that the intracellular locations of CesA and XET1 enzymes are plasma membrane and cell wall, respectively. The enzymes CesA and XET1 belong to the protein family of transferases and hydrolase, respectively. Phylogenetic analysis revealed that the sequences of both cotton enzymes with co-family genera were separated in the Malvaceae . It appears that in order to grow cotton seeds with desirable fibers in low water conditions and in dry areas, it is better to use seeds that are irrigated under optimal irrigation conditions (66%). by cultivating cotton seeds with about one third of the water requirement in three years, in addition to reducing the amount of water requirement and irrigation water consumption, better yields can be achieved.