تأثير تنش خشكي بر بيان دو miRNA مهم در بساك دو ژنوتيپ گندم متفاوت از نظر تحمل به خشكي

Effect of drought stress on expression oftwo important miRNAs in anther of two different wheat genotypes in term of drought stress

قسمت‌ زيادي از اراضي زيركشت گندم در جهان تحت تاثير تنش خشكي قرار دارند. مرحله زايشي، حساس‌ترين مرحله به تنش خشكي در غلات به­ شمار مي­آيد. با وجود اهميت تنش خشكي در مرحله زايشي و نقش آن در كاهش عملكرد گندم، مكانيسم­ هاي مولكولي درگير در آن كم­تر مورد مطالعه قرار گرفته است. در مطالعه حاضر، بيان miR166 و miR167 در بساك رسيده دو ژنوتيپ گندم دزفول (D-10) (متحمل به خشكي) و شيراز (حساس به خشكي) تحت شرايط تنش خشكي در مرحله زايشي مورد بررسي قرار گرفت.شاخص تحمل به تنش(STI) براي تعداد دانه در سنبله، مجموع دانه و زنده‌ماني دانه گرده در ژنوتيپ دزفول بالاتر از ژنوتيپ شيراز بود. بيان هر دو miRNA در هر دو ژنوتيپ،تحت تاثير تنش خشكي افزايش يافت. ميزان افزايش بيان miR166 در ژنوتيپ حساس شيراز (افزايش بيش از 14 برابر نسبت به شرايط بدون تنش) حدود دو برابر بيش­تر از ژنوتيپ متحمل دزفول (افزايش حدود 8 برابر نسبت به شرايط بدون تنش) بود. تحت شرايط تنش خشكي،بيان miR167 در ژنوتيپ دزفول بيش از دو برابر و در ژنوتيپ شيراز بيش از چهار برابر نسبت به شرايط بدون تنش افزايش داشت.miR166 و miR167 هر دو در تنظيم نمو اندام‌هاي گل، مانند نمو ميكروسپور، دخالت دارند. بنابراين، اثر تنش خشكي بر تغيير ميزان بيان آن‌ها مي‌تواند در نرعقيمي حاصله در گندم دخالت داشته باشدو تعديل بيان اين‌دو miRNA مي‌تواند منجر به كارايي نمو دانه گرده و شكوفايي موفق بساك شود كه به نوبه خود ريشه در ترارساني دارد.

A large amount of the world lands under the cultivation of wheat is under drought stress. In cereals, the reproductive stage is the most sensitive phase to drought stress. Despite the importance of drought stress in reproductive stage and its role in wheat yield reduction, the mechanisms involved in it have been less studied. In the present study, the expression of miR166 and miR167 in mature anthers of two tolerant (Dezfoul or D-10) and susceptible (Shiraz) wheat genotypes under drought conditions in reproductive stage was investigated. Stress tolerance index (STI) for grain number per spike, grain set and pollen viability was higher in tolerant genotype, Dezfoul, compared to susceptible genotype, Shiraz. Drought stress induced expression level of both miRNAs in both genotypes. The amount of miR166 increase in the susceptible genotype, Shiraz (over 14 times compared to the non-stress conditions) was about twice more than the tolerant genotype,Dezfoul (about 8 timesmore than the non-stress conditions). Under drought stress conditions, expression of miR167 in Dezfoulgenotype was more than two fold and in Shiraz genotype more than four timeshigher thanthe non-stress conditions. Both miR166 and miR167 regulate development of floral organs such as microspore development. In conclusion, the effect of drought stress on their expression changes can affect male sterility in wheat, and modifying the expression of these two miRNAscan lead to efficiency of pollen development and successful anther dehiscence which is rooted in signal transduction.