ارزيابي پاسخ فيزيولوژيكي و پروتئيني ارقام متحمل و حساس گندم بهاره به غلظت هاي مختلف تنش خشكي

Evaluation of physiological and protein response of tolerant and scuseptible wheat cultivars to different concentration of drought stresses

شناسايي ارقام متحمل به تنش خشكي گندم در ايران كه يكي از كشورهاي خشك و نيمه خشك جهان محسوب مي شود، از اهميت ويژه اي برخوردار است. بدين منظور و براي بررسي پاسخ به تنش خشكي اعمال شده با غلظت هاي مختلف PEG6000 آزمايشي با استفاده از دو رقم گندم بهاره در مرحله گياهچه اي به روش كشت هيدروپونيك انجام شد. مواد گياهي مورد استفاده در اين پژوهش بصورت فاكتوريل در قالب طرح كاملا تصادفي با چهار تكرار مورد ارزيابي قرار گرفتند. فاكتور تنش در اين آزمايش، شامل شاهد (بدون استفاده از PEG6000) و تنش خشكي اعمال شده شامل PEG6000 10% (-0.26MP)، PEG6000 15% (-0.39MP) و PEG6000 20% (-0.52MP) حجمي بودند. فاكتور دوم نيز دو رقم متحمل (نيك نژاد) و حساس (پيشتاز) گندم بهاره بودند. دو هفته پس از اعمال تنش و در پايان مرحله روزت نمونه برداري انجام شد. نتايج نشان داد كه در شرايط تنش ارزش صفات فيزيولوژيك كاهش يافت و بين دو رقم مورد مطالعه از لحاظ پاسخ به تنش خشكي تنوع وجود داشت. براي بررسي الگوي پروتئيني با استفاده از تجزيه پروتئوم، استخراج پروتئين از بافت برگي انجام و الكتروفورز بعد اول به روش نوارهاي IPG و الكتروفورز بعد دوم با تكنيك SDS-PAGE در گياهان شاهد و تحت تيمارهاي خشكي و در هر دو رقم انجام شد. سپس رنگ آميزي با آبي كوماسي، تصويربرداري از ژل ها و تجزيه لكه هاي پروتئيني با نرم افزار PDQuest انجام شد. در نهايت تعداد 23 لكه پروتئيني معني-دار بين گياهان شاهد و تحت تنش خشكي براي هر دو رقم، تشخيص داده شدند كه از اين تعداد 14 لكه پروتئيني بين دو رقم مشترك بودند و تعداد پنج لكه پروتئيني منحصر به رقم متحمل و چهار لكه پروتئيني منحصر به رقم حساس بودند. در مجموع به نظر مي رسد، بيشترين گروه هاي پروتئيني مشترك بين دو رقم، پروتئين هاي دخيل در واكنش نوري فتوسنتز و پروتئين هاي سم زدا بودند. همچنين نوع پروتئين هاي پاسخ دهنده منحصر به فرد در دو رقم متحمل و حساس تحت تنش متفاوت بودند. در مجموع مهمترين دليل حساسيت و تحمل ارقام گندم بهاره مقدار متفاوت اين دسته از پروتئين ها و در نهايت تاثير آنها بر روي ساير صفات مورد مطالعه باشد.

Identification of drought tolerant wheat cultivars in Iran which is one of the world's arid and semi arid countries has particular importance. For this purpose and for evaluation the response to drought stress imposed with different concentrations of PEG6000 an experiment was conducted using two cultivars of spring wheat in seedling stage with hydroponic culture method. The used plant materials in this research as factorial basis on completely randomized design with four replications were evaluated. The stress factor in this experiment included control (using no PEG6000) and drought stress imposed with PEG6000 10% (-0.26MP), PEG6000 15% (-0.39MP) and PEG6000 20% (-0.52MP) volumetric. Also the second factor was two spring wheat cultivars as tolerant (Niknejhad) and susceptible (Pishtaz). Two weeks after the imposing the drought stress and at the end of rosette stage, samples were collected. The results showed that value of physiological traits decreased under stress condition and two studied cultivars were varied in response to drought stress. For evaluation of protein pattern using proteome analysis, protein extraction from leaf texture was performed and the first dimensional electrophoresis using IPG strips and the second dimension electrophoresis were done by SDS-PAGE technique for both control and stressed plants in both cultivars. Then, staining with commassie brilliant blue, gel imaging and protein spot analysis were performed with PDQuest software. Finally, 23 significant protein spots between control and drought plants for both two cultivars were detected that of these, 14 protein spots were common between the two cultivars and five protein spots were unique to tolerant cultivar and four protein spots were unique to susceptible cultivar. Overall, it seems that the highest common protein groups between the two cultivars were the proteins involved in the photosynthesis optical reaction and detoxifying proteins. Also, the type of responsive unique protein in two cultivars of tolerant and susceptible were different under stress. In total, the most important reason for the sensitivity and tolerance of spring wheat cultivars was the different amounts of these proteins and, finally, their effect on other traits studied.