بررسي بيان ژن‌هاي كليدي در انتقال مجدد فروكتان گندم و برخي صفات فيزيولوژيك طي تنش شوري انتهاي فصل

Expression analysis of the key genes of fructan remobilization and some physiological traits in wheat under terminal salinity

انتقال مجدد قندهاي محلول ساقه گندم به‌ويژه فروكتان در شرايط تنش اهميت زيادي در پر نمودن دانه و توليد عملكرد دارد. به‌منظور مطالعه اثر شوري بر بيان ژن‌هاي كليدي دخيل در اين سازوكار، ارقام متحمل بم و حساس قدس از نظر بيان ژن‌هاي 1-sst و 6-sft دخيل در بيوسنتز فروكتان، ژن‌هاي 1-feh و ivr به‌ترتيب دخيل در تجزيه فروكتان و ساكارز و ژن sut1 دخيل در انتقال ساكارز به‌روش Real-Time PCR بررسي شدند. آزمايش در گلخانه بر پايه طرح كاملاً تصادفي به‌روش فاكتوريل، در سه تكرار و اعمال شوري از شروع گلدهي با آب آبياري با هدايت الكتريكي dSm-1 15 به‌همراه تيمار شاهد انجام شد. نمونه‌برداري ساقه براي اندازه‌گيري فروكتان در پنج نوبت به‌فاصله يك هفته طي پر شدن دانه، نمونه‌برداري براي اندازه‌گيري محتواي نسبي آب و پرولين از برگ و براي آزمايشات مولكولي از ساقه و بذر طي يك نوبت در 21 روز پس از گلدهي انجام شد. مقدار انتقال مجدد از تفاضل حداكثر و حداقل فروكتان محاسبه گرديد. نتايج نشان داد اثر شوري بر محتواي نسبي آب و پرولين معني‌دار بود. طي شوري القاي انتقال مجدد و افزايش معني‌دار بيان ژن‌هاي 1-sst، 1-feh و ivr ساقه و sut1 بذر در بم اتفاق افتاد. بيان ژن‌هاي 1-feh و ivr با انتقال مجدد فروكتان در شوري همبستگي مثبت و معني‌دار داشت. بر‌اساس نتايج، رقم بم با توانايي بالاتر در تجزيه و انتقال فروكتان طي پر شدن دانه به‌كمك تنظيم بيان ژن‌هاي درگير در اين مسير، در استفاده از ذخاير ساقه طي شوري موفق‌تر بوده و عملكرد بالاتري توليد كرد.

Remobilization of water soluble carbohydrates of wheat stem especially fructan play an important role in grain filling and yield production under stress. To study the effect of salt stress on the key genes involved in this mechanism, 1-sst and 6-sft genes contributed in fructan biosynthesis, 1-feh and ivr genes involved in degradation of fructan and sucrose, respectively, and sut1 as a sucrose transporter gene were examined in Bam as salt-tolerant and Ghods as salt-sensitive varieties using Real-Time PCR. Salt stress was applied since anthesis by irrigation water with EC of 15dSm-1. The experiment was done in greenhouse with three replicates using completely randomized design with factorial arrangement. Sampling was done for stem fructan content at five points with 7-day intervals during seed-filling period and for measurement of prolin and relative water content (RWC( from leaf and gene analysis from stem and seed at day 21 after anthesis. Fructan remobilization was estimated by subtraction of maximum and minimum of fructan content. Results showed that salt stress had a significant influence on RWC and prolin content and induced fructan remobilization along with the stem 1-sst, 1-feh and ivr genes as well as seed sut1 gene in Bam. There was a significant positive correlation between the 1-feh and ivr expression and fructan remobilization under salinity. Based on the obtained results, Bam had higher capacity to hydrolase and remobilize fructan by up-regulation of the critical genes during seed filling, so it was more efficient to use stem reserve carbohydrates and produced higher grain yield under salt stress