مطالعه تغييرات مورفو-فيزيولوژي و الگوي پروتئيني ارقام متحمل و حساس گندم تحت تنش شوري با استفاده از تجزيه پروتئوم

Study morpho-physiological change and protein pattern of tolerant and susceptible wheat cultivars under salinity stress by using proteome analysis

به منظور بررسي مكانسيم تحمل به تنش شوري در ارقام گندم، آزمايشي فاكتوريل بر پايه طرح كاملاً تصادفي با چهار تكرار در محيط گلخانه انجام شد. عوامل اين آزمايش شامل تنش شوري از نوع كلريدسديم در چهار سطح صفر (شاهد)، 100، 200 و 300 ميلي‌مول و دو رقم گندم نيك‌نژاد و پيشتاز بترتيب بعنوان نماينده‌اي از ارقام متحمل و حساس بودند. نمونه‌هاي برگي، دو هفته پس از اعمال تنش شوري تهيه شدند. سپس استخراج پروتئين از بافت برگي صورت گرفت و الكتروفورز دوبعدي در گياهان شاهد و تحت تيمارهاي تنش شوري انجام شد. مقايسه نتايج تجزيه پروتئوم در سطوح تنش نشان داد كه تعداد 15 لكه پروتئيني تكرارپذير با تغيير بيان متفاوت بين دو رقم متحمل و حساس مشترك بوده و تعداد پنج لكه پروتئيني منحصر به هر رقم متحمل و حساس تحت تنش تغيير بيان معني‌دار داشتند. لكه‌هاي پروتئيني با استفاده از طيف‌سنجي جرمي شناسايي شدند و نتايج نشان داد كه پروتئين‌هاي مشترك شناسايي شده بيشتر در گروه‌هاي عملكردي شامل دفاع آنتي‌اكسيداني و چرخه كالوين طبقه‌بندي شدند. در حالي كه ساير پروتئين‌ها در هر رقم بيشتر در فعاليت آنتي-اكسيداني نقش داشتند. در مجموع نتايج نشان داد كه بين دو رقم مورد مطالعه از لحاظ پاسخ مورفو-فيزيولوژيكي به تنش شوري تفاوت معني‌دار وجود دارد و رقم متحمل نيك‌نژاد پاسخ پروتئيني مناسبتري تحت تنش نشان مي‌دهد.

In order to investigate the mechanism of tolerance to salt stress in wheat, a factorial experiment basis of completely randomized design with four replications in greenhouse media were conducted. The factors of this experiment were included salinity of sodium chloride in four levels of zero (control), 100, 200 and 300 mM and two wheat cultivars namely Niknejhad and Pishtaz as a representative of tolerant and susceptible cultivars, respectively. Leaf samples were prepared two weeks after the starting of salt stress. Then, extraction of protein from leaf tissue was done and two-dimensional electrophoresis in control plants and under salt stress plants were carried out. The results of proteome analysis revealed that 15 replicated protein spots with different expression variations were common between two tolerant and susceptible cultivars, and five protein spots of unique to each tolerant and susceptible cultivar, had significantly expression variations under stress. Protein spots were detected by mass spectrometry and the results showed that more number from commonly detected proteins were classified in functional groups including antioxidant defense and Calvin cycle, while other proteins in each cultivar had more roles in antioxidant activity. Overall, the results showed that there was a significant difference between two cultivars in terms of morpho-physiological response to salt stress, and the Niknejhad cultivar showed a better protein response under stress.