آناليز پروتيوم بذور گندم تحت تنش خشكي شديد و احياء

Proteome analysis of wheat seeds under severe drought stress and recovery

گياهچه‌هاي گندم بهاره تحمل زيادي نسبت به تنش شديد خشكي تا روز چهارم پس از جوانه‌زني از خود نشان مي‌دهند. تحقيق حاضر به­ منظور مطالعه پروتئين‌هاي پاسخ ­دهنده به تنش در بذور متصل به گياهچه‌هاي 4 روزه گندم در شرايط تنش خشكي و آبياري مجدد مي­باشد. آزمايش با اعمال تنش خشكي با قطع كامل آبياري در دو دوره ده و بيست روزه و آبياري مجدد به­ مدت سه و هفت روز در اتاقك رشد در قالب يك طرح كاملاً تصادفي با سه تكرار زيستي انجام گرفت. بذور متصل به گياهچه براي سنجش فيزيولوژيك و پروتيوم مورد بررسي قرار گرفتند. بررسي صفات فيزيولوژيك به­ خوبي شدت تنش و تاثير تنش بر بذر را نشان داد و با آبياري مجدد نيز در تمامي آزمايشات بذر به شرايط شاهد بسيار نزديك شد. بررسي پروتئوم با الكتروفورز دوبعدي در بذر تمامي تيمارها انجام و657 لكه پروتئيني با رنگ­آميزي نيترات نقره مشاهده شدند. در نهايت پس از آناليز معني‌داري130 لكه انتخاب و پس از جستجو در بانك­هاي اطلاعاتي پروتئين، شناسايي شدند. تنش خشكي موجب افزايش بيان ژن‌هاي موثر در توليد پروتئين‌هاي دفاعي (افزايش پرولين)، شكسته­ شدن تركيبات ذخيره‌اي بذر و توليد پروتئين‌هاي موثر در تغييرات ساختماني ديواره سلول شد. از طرف ديگر كاهش بيان پروتئين‌هاي موثر در تنفس و تجزيه پروتئين موجب كاهش مصرف انرژي در سلول در شرايط تنش شد. در شرايط آبياري مجدد افزايش بيان پروتئين‌هاي موثر در متابوليسم كربوهيدرات‌ها موجب مصرف مواد غذايي موجود در بذر (كاهش وزن بذر) و توليد پروتئين‌هاي ساختماني جديد (حضور برگ و ريشه جديد) شد.

Seedling wheat spirit are tolerant to strict dehydration up to the 4th day following imbibitions. The aim of present study is investigation of responsive proteins to drought stress and recovery in seeds attached to four day seedlings. The test was done by drought stress using interruption of irrigation in two time points (10 and 20 days) and recovery for 3 and 7 days in a growth chamber. All the experiments were conducted based on Completely Randomized Design (CRD) with three replications.Seedlings attached to seedlings were examined for physiological and protein assays. Physiological traits showed strict drought stress level on seed and recovery could return seedlings to normal condition. 2DE done on seed of all treatments and replicates and 657 protein spots were reproducibly detected by Ag No3 staining from seeds. Finally, after significance test, 130 spots were detected by searching protein data banks. Drought stress has increased the expression of genes involved in the production of defense proteins (proline increase), the breakdown ofseed storage compounds, and the production of proteins that are effective in structural changes in the cell wall. On the other hand, reduced expression of proteins effective in respiration and protein breakdown has reduced energy consumption in cells under stress. Under re-irrigation conditions, increased expression of proteins effective in carbohydrate metabolism has led to the consumption of nutrients in seeds (reduction of seed weight) and the production of new structural proteins (presence of new leaves and roots).