مطالعه الگوي بيان ژن هاي آنتي اكسيدان در خويشاوندان وحشي گندم تحت تنش كم آبي

Expression pattern of anti-oxidant genes in wheat wild relatives under water deficit stress

خويشاوندان وحشي گندم به عنوان منبع ژني ايده آلي جهت بهبود تحمل تنش خشكي در گندم شناخته شده اند. هدف از اين تحقيق ارزيابي الگوي بيان برخي از ژن هاي آنتي اكسيدانتي شامل MnSOD، APX و GPX در گونه هاي مختلف زراعي و وحشي گندم تحت شرايط عدم تنش (90 درصد ظرفيت زراعي) و تنش خشكي شديد (25 درصد ظرفيت زراعي) بود. بدين منظور آزمايشي به صورت فاكتوريل در قالب طرح بلوك هاي كامل تصادفي با چهار تكرار (دو تكرار بيولوژيك و دو تكرار تكنيكي) جهت مقايسه پنج گونه Aegilops و دو گونه Triticum به همراه دو رقم شاهد گندم نان مقاوم (سيروان) و حساس به خشكي (دريا) در شرايط گلخانه اجرا شد. نتايج حاصل از تجزيه واريانس براي ميزان بيان نسبي ژن هاي مورد ارزيابي نشان داد اثر تنش، گونه و اثر متقابل بين تنش و گونه براي كليه ژن ها معني دار بود. تنش خشكي منجر به افزايش بيان ژن هاي APX، MnSOD و GPX به ترتيب به ميزان 9/55، 12/64 و 10/18 برابر بيش تر نسبت به شرايط عدم تنش شد. علاوه بر اين، نتايج به دست آمده از مقايسه گونه هاي مختلف نشان داد الگوي بيان ژن در بين گونه هاي مختلف نيز متفاوت است. از مهم ترين نتيجه به دست آمده از اين تحقيق مي توان به افزايش بيان ژن هاي بررسي شده در گونه هاي Ae. tauschii، Ae. speltoides و Ae. cylindrica نسبت به ديگر گونه ها و رقم مقاوم شاهد در شرايط تنش خشكي اشاره نمود. بنابراين انجام مطالعات تكميلي جهت تعيين ساز و كارهاي مرتبط با تحمل تنش خشكي در اين گونه ها توصيه مي شود.

Wild relatives of wheat have served as an ideal gene pool for improving drought tolerance in wheat. The objective of this study was to investigate the expression patterns of several antioxidant genes comprising MnSOD, APX and GPX in the different cultivated and wild wheat species under control (90% field capacity) and drought stress (25% field capacity) conditions. For this purpose, a factorial experiment based on randomized complete block design with four replications (two biological and two technical replications) was conducted to compare five species of Aegilops and two species of Triticum along with two bread wheat check cultivars SIRVAN (as resistant to drought) and DARYA (as sensitive to drought) in greenhouse. The analysis of variance for the relative gene expression values showed significant effects for the drought stress, species and their interaction. Drought stress increased expression of MnSOD, APX and GPX by 9.55, 12.64 and 10.18-fold more than the control condition, respectively. Moreover, the results obtained by species comparison indicated a differential expression pattern of these genes among species. As a remarkable result Ae. tauschii, Ae. speltoides and Ae. cylindrica species showed higher expression than other species as well as the tolerant control variety when subjected to a high level of drought stress. Therefore, further studies on these species to determine the mechanisms associated with tolerance to drought stress are recommended.