نقش گلايسين ­بتائين در دفاع آنتي ­اكسيداني تنباكوي تراريخت (Nicotiana tabacum ) تحت تنش شوري در شرايط In vitro

Glycinebetaine and antioxidant defense transgenic tobacco (Nicotiana tabacum ) under salt stress and In vitro culture

گلايسين ­بتايئن، اسموليت مهم آلي، در بسياري از گون ه­هاي گياهي در پاسخ به تنش ­هاي غير­زيستي، تجمع ­مي ­يابد و باعث حفاظت در برابر تنش از طريق تنظيم اسمزي مي ­شود. در تحقيق حاضر گياهان تنباكوي تراريخت حاوي بيان افزوده ژن P5CS و گياهان غير­تراريخت به مدت 4 هفته در محيط MS با غلظت­هاي 0، 100و 200 ميلي­ مولار NaCl به همراه غلظت­هاي 0، 20و 40 ميلي ­گرم بر ليتر گلايسين­ بتايئن رشد داده شدند. سپس محتواي H2O2 و گلوتاتيون اكسيد و احيا و فعاليت آنزيم­هاي آنتي ­اكسيدان كاتالاز و گلوتاتيون ردوكتاز در آنها بررسي گرديد. نتايج نشان داد كه افزايش غلظت گلايسين بتايئن خارجي سبب افزايش معني­دار فعاليت اين آنزيم­ ها در هر دو نوع گياه تراريخت و غير ترايخت مي­ گردد. همچنين تيمار گلايسين ­بتايئن باعث افزايش گلوتاتيون احيا و كاهش مقدار H2O2 و گلوتاتيون اكسيد در اين گياهان گرديد. اگر چه در هر دو نوع گياه افزودن گلايسين ­بتائين باعث افزايش فعاليت سيستم آنتي ­اكسيداني گياه گرديده است اما گياهان تراريخت سطوح بالاتري از فعاليت را نسبت به گياهان غير­تراريخت نشان دادند. از نتايج حاصل مي ­توان استنباط نمود كه تيمار گلايسين ­بتايئن خارجي در شرايط تنش با بهبود سيستم آنتي ­اكسيداني گياه در افزايش مقاومت گياهان مورد مطالعه به تنش شوري اثر مثبت دارد. همچنين به نظر مي ­رسد كه عملكرد توأم گلايسين­ بتايئن و پرولين مرتبط با تجمع پرولين ناشي از بيان افزوده (over expression) ژن P5CS در گياهان ترايخت باعث افزايش دفاع آنتي­ اكسيداني در اين گياهان گرديده است.

Glycine betaine is a major organic osmolyte that accumulate in a variety of plant species and protect them against abiotic stress. In this study, transgenic tobacco overexpressing P5CS gene and nontransgenic plants were cultured on MS medium containing 0, 100, and 200 mM NaCl supplemented wih 0, 20, and 40 mg.L-1 glycine betaine. Then, H2O2 levels, glutathione content, activity of catalase and glutathione reductase, were measured. Results showed that antioxidant capacity was increased but GSH content, H2O2 and GSSG in both transgenic as well as non transgenic plants were decreased by exogenous glycine betaine. Application of Exogenous glycine betaine under salt stress improved antioxidant system and consequently increased salt tolerance. This results showed that cooperative activation of glycine betaine and proline in plants resulted in antioxidant defense elevation in transgenic plant.