بررسی اثرات اکوفیزیولوژیک و مورفولوژیک تنوع در بروز ژنهایPEAMT1 و PEAMT2 در ژنوتیپهای مقاوم وحساس به خشکی گندم نان
محورهای موضوعی : مجله علمی- پژوهشی اکوفیزیولوژی گیاهی
مهدی روزرخ
1
(استادیار گروه زراعت و اصلاح نباتات،واحد کرمانشاه،دانشگاه آزاد اسلامی ،کرمانشاه، ایران)
کلید واژه: جوانه زنی, پارسی, پیشگام تنش اسمزی, فناوریهای مولکولی,
چکیده مقاله :
به منظور بررسی واکنش ژنوتیپهای گندم نان به اثرات ناشی از خشکی و بروز ژن ،دوآزمایش جداگانه به صورت آزمایشگاهی و گلخانه ای بصورت فاکتوریل و به ترتیب در قالب طرحهای کاملا تصادفی و بلوکهای کامل تصادفی در سه تکرار،در آزمایشگاه و گلخانه در دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرمانشاه در سال 1394 انجام شد. عوامل این طرحها،در آزمایشگاه، بیست ژنوتیپ گندم (ده ژنوتیپ مقاوم و ده ژنوتیپ حساس به خشکی) و شش سطح پتانسیل اسمزی و در گلخانه،6 ژنوتیپ منتخب(سه ژنوتیپ حساس و سه ژنوتیپ مقاوم به خشکی) و شش سطح پتانسیل اسمزی بودند.آزمایشهای مربوط به فناوریهای زیست شناسی مولکولی نیز در دانشکده داروسازی دانشگاه علوم پزشکی کرمانشاه ، انجام شد. نتایج نشان داد، ژنوتیپهای مقاوم به خشکی پیشتاز،آذر2 و پارسی،از نظر درصد،مدت و سرعت جوانه زنی، برتری قابل توجه و40 درصدی نسبت به ژنوتیپهای حساس به خشکی پیشگام، اوحدی و رصد داشتند. وزن خشک ریشه چه نیز در ژنوتیپ پارسی با 99/78 میلیگرم ، بیشترین مقدار و بیش از سه برابر کمترین وزن خشک ریشه چه در ژنوتیپ رصد با 08/24 میلیگرم بود. در گلخانه، حد بالاو پایین مقادیر صفات درصد،مدت و سرعت سبز شدن و وزن بوته ها به ترتیب به ژنوتیپ مقاوم به خشکی پارسی و ژنوتیپ حساس به خشکی پیشگام تعلق داشت. افزایش تنش اسمزی در ژنوتیپ پارسی موجب افزایش بروز ژن TaPMT1شد،که به وضوح نشان دهنده درگیر بودن این ژن، حداقل در سطح بیان ژن در واکنش به تنش اسمزی است .
To study the response of wheat genotypes to drought and the effects of gene expression, experiments were conducted in a factorial based on randomized complete and randomized complete blocks designs with three replications respectively, in laboratory and greenhouse, during 2015, at Islamic Azad University of Kermanshah,Iran. factors of the designs were included twenty wheat genotypes (Ten drought-resistant and sensitive genotypes) and six levels of osmotic potential. Molecular biology technologies were conducted in faculty of pharmacy ,University of Medical Sciences, Kermanshah, Iran. The results showed that, drought resistant genotypes, Pishtaz,Azar2 and Parsi were Forty percentage, date and rate of germination superior to the drought-sensitive genotypes,Pishgam,Owhadi and Rasad. Root dry weight in the Parsi genotype with 78.99 mg, the maximum amount and more than three times the lowest root dry weight of 24.08 mg was observed in Rasad genotype.in greenhouse High and low limit values of the percentage,date and rate of emergence and plants weight Belonged to drought-resistant genotype,Parsi and drought-sensitive genotype, Pishgam,respectively Increased drought stress in Parsi genotype increased the gene expression TaPMT1,which clearly demonstrates the involvement of this gene at least at the level of gene expression in response to osmotic stress that due to no significant changes expression in sensitive genotype,Pishgam ,can be this gene as a main candidate for further investigation proposed at the level of molecular biology.
AbdElGhany. H.M., A.A. Nawar, M.E. Ibrahim, Sh. A.El-Shamarka, M.M. Selim and A.I.Fahmi. 2004.Using tissue culture to select for drought tolerance in bread wheat. New directions for a diverse planet: Proceedings of the 4th International Crop Science Congress.Brisbane,Australia,26 Sep-1 Oct.
Agrawal, R. 2003. Seed technology . Pub . Co .PVT .LTD . New Delhi .India.
Almansouri. M.,J. M. Kinet., and S. Lutts. 2001. Effect of salt and osmotic stresses on germination in durum wheat (Triticum durum Desf.).Plant. Soil. 231: 243-254.
Anonymous . 2007. International Rules for Seed Testing. International Seed Testing Association (ISTA).
Chen.T.H.H., and N.Murata. 2008.Glycinebetaine:an effective protectant against abiotic stress in plants.Trends. Plant. Sci.13: 499-505.
Chen.T.H. H., and N. Murata. 2002.Enhancement of tolerance of abiotic stress by metabolic engineering of betaines and other compatible solutes. Curr. Opin. Plant. Biol.5: 250-257.
Datko. A.H., and S.H.Mudd. 1988b.Phosphatidylcholine synthesis- Differing patterns in soybean and carrot.Plant. Physiol.88: 854-861.
Demir.I.,and K.Mavi. 2008. Effect of salt and osmotic stresses on the germination of pepper seeds of different maturation stages. Braz. arch. biol. technol..vol.51.no.5.
Ellis,R.H. and E.H.Roberts. 1981. The quantification of aging and survival in orthodox seeds. Seed. Sci. Technol.9:373-409.
González.A., I.Martín., and L.Ayerbe. 2008.Yield and Osmotic Adjustment Capacity of Barley Under Terminal Water-Stress Conditions.J.Agron.Crop. Sci. 194(2):81-91.
Hosnedl,V., and H.H. Rostlinna. 2002.Barley seed sensitivity to water stress at germination stage. Rostl. Vyroba. 48(7):293-297.
Jahanbin.M.A.,and M. Zaefizadeh. 2012. Effects of osmotic stress on germination and germination indices of synthetic wheat. Ann. Biol. Res. 3 (2):995-999.
Jost,R., Berkowitz,O., Shaw,J., and J.Masle. 2009.Biochemical characterization of two wheat phosphoethanolamine N-methyl transferase isoforms with different sensitivities to inhibition by phosphatidicacid. J.Biol.Chem. 284,31962–31971.
Landjeva.S.,T.Karceva.,V.Korzun., and G.Ganeva. 2012.Seedling growth under osmotic stress and agronomic traits in Bulgarian semi-dwarf wheat: comparison of genotypes with Rht8 and/or Rht-B1 genes. Crop. Pasture. Sci. 62(12) 1017-1025.
Lutts,S.,Kinet, J.M.,and J. Bouharmont. 1996.Nacl induced senescence in leaves of rice (Oryza sativa L.) cultivars differing in salinity resistance. Ann. Bot.Annual Botany. 78: 389-398.
Pfaffl M.W. 2004. Quantification strategies in real-time PCR. In "A-Z of quantitative PCR" (S. A.Bustin, Ed.), International University Line, USA, CA.
Pritchard, J., R.G.W.Jones.,and A.D.Tomos. 1991.Turgor, growth and rheological gradients of wheat roots following osmotic stress. J.Exp.Bot.42 (241).
Qayyum.A.,A.Razzaq.,M.Ahmad.,and A.Jenks. 2011.Water stress causes differential effects on germination indices, total soluble sugar and proline content in wheat (Triticum aestivum L.) genotypes.Afr. J. Biotechnol . 10 (64), pp.14038-14045.
Rauf.M.M.Munir.,M.U.Hassan.,M.Ahmad.,and M.Afzal. 2007.Performance of wheat genotypes under osmotic stress at germination and early seedling growth stage. Afr. J. Biotechnol . 6 (8), pp. 971-975.
Reddy.A.R.,K.V.Chaitanya.,and M.Vivekanandan. 2004.Drought-induced responses of photosynthesis and antioxidant metabolism in higher plants. J.Plant.Physiol.161: 1189-1202.
Rui-lian.J.,and C.Xiao-ping. 2003.Methods for identifying drought resistance at germination stage of wheat by osmotic stress. J.Plant Genet. Resour.2003-4.
Sadeghian,S.Y.,and N.Yavari. 2004.Effect of water – deficit stress on germination and early seedling growth in sugerbeet. J. Agron. Crop. Sci.190(2):138-144.
Sayar.R.,H. Bchini.,M.Mosbahi.,and H. Khemira. 2010. Response of durum wheat (Triticum durum Desf.) growth to salt and drought stresses.Czech J.Genet.Plant Breed.46 (2):54–63.
Sayar.R., H.Bchini., M.Mosbahi.,and M. Ezzine.2008. Effects of salt and drought stresses on germination, emergence and seedling growth of durum wheat (Triticum durum Desf.). J. Agric. Res.Vol. 5(15), pp. 2008-2016.
_||_