ارزيابي برخي شاخص هاي فيزيولوژيكي و مولكولي دو رقم گياه گوجه فرنگي( Lycopersicon esculentum Mill) در واكنش به شرايط تنش دماي پايين

Evaluating the expression of transcription factors SINAC1 and CBF1 in tomato (Lycopersicon esculentum Mill.) varieties under cold stress

گياه گوجه فرنگي از جمله گياهان حساس به تنش سرما ميباشد و حساسيت به سرما ممكن است توزيع جغرافيايي و زمان كاشت گوجه فرنگي را محدود سازد. تنش سرما از جمله مهمترين تنش ­هاي محيطي است كه رشد و عملكرد گياه گوجه ­فرنگي را محدود مي­كند. در اين مطالعه دو رقم تجاري گوجه فرنگي، CaljN3 و PetoMeck پس از چهار هفته رشد در معرض تنش سرماي 8 درجه سانتي‌گراد قرار داده شدند و در پنج زمان 2، 5، 24، 72، 144 ساعت پس از تيمار مورد بررسي قرار گرفتند. در نمونه ­هاي برداشت شده شاخص بيشينه كارآيي فتوشيميايي فتوسيستم ΙΙ (Fv/Fm)، محتواي قند محلول و نامحلول، شاخص نشت الكتروليتي و ميزان بيان ژن فاكتورهاي رونويسي CBF1 و SlNAC1 با روش qRT-PCR اندازه­ گيري شد.نتايج نشان داد كه تحت تنش سرما شاخص بيشينه كارآيي فتوشيميايي فتوسيستم II در هر دو رقم كاهش يافت. محتواي قند محلول و نامحلول در رقم CaljN3 تحت تنش سرما، به ترتيب افزايش و كاهش يافت در حالي­كه در رقم Meck Peto تغيير محسوسي مشاهده نشد. همچنين نتايج آناليزReal time PCR نشان داد كه بيان SlNAC1 در پنج ساعت تيمار سرما، 5/7 و 5/3 برابر در ارقام Peto Meck و CaljN3 افزايش يافت، درحالي­كه ميزان بيان ژن CBF1 تنها در رقم CaljN3 افزايش يافت. همچنين روند افزايش و كاهش نشت يوني با افزايش و كاهش نسخه­ هاي عوامل رونويسي همبستگي داشت. نتايج اين مطالعه پيشنهاد مي­كند كه تغيير بيان فاكتورهاي رونويسي CBF1 و SlNAC1 با تحمل به سرما مرتبط بوده و نتايج بدست آمده نشان مي­دهد رقم CaljN3 داراي مكانيسم مقاومتي بهتر و كارآمدتري نسبت به رقم Peto Meck بوده كه مي­توان آن را به بيان بيشتر CBF1 نسبت داد و در نتيجه متحمل­تر به تنش سرما مي­ باشد.

Low temperature stress are the most important environmental stresses that limit the growth and yield of tomato plants. In this study, two tomato varieties, Peto Meck and CaljN3 were exposed to cold stress (8 oC) after four weeks of growth and sampled at five times of 2, 5, 24, 72, 144 hours after treatments. The expression of transcription factors SlNAC1 and CBF1 with Real-Time qRT-PCR method as well as the Fv/Fm index, soluble and insoluble sugar content and electrolyte leakage index were measured. Soluble and insoluble sugar content increased and decreased respectively under cold stress in the CaljN3, while no significant change was recorded in the Peto Meck. Also the Fv/Fm index decreased in both cultivars. Real time PCR data analysis results showed that gene expression SlNAC1 was increased 7.5 and 3.5 times respectively in Peto Meck and CaljN3 varieties in five hours of cold treatment, while CBF1 gene expression increased only in the CaljN3. Also the increase and decrease trend of electrolyte leakage correlated with the rise and fall in transcription factors versions. These results suggest that change of genes expression including transcription factors SlNAC1 and CBF1 associated with cold tolerance and the results showed that CaljN3 variety of defense mechanisms better and more efficient than the Peto Meck variety and therefore are more tolerant to cold stress.